在不久的將來(lái)，鋰離子電池將在電動(dòng)汽車和其他應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)地位。但目前使用的電池材料在安全性和性能方面存在不足，阻礙了下一代高性能電池的發(fā)展。

特別是，電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)對(duì)適用于儲(chǔ)能和車輛應(yīng)用的更高功率電池構(gòu)成了關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

在莫納什大學(xué)化學(xué)學(xué)院，在DougMacFarlane教授和MegaKar博士的領(lǐng)導(dǎo)下，科學(xué)家們與當(dāng)?shù)毓綜alixLtd合作，提出了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的替代解決方案。

目前用于鋰離子電池的鋰鹽是六氟磷酸鋰，它具有火災(zāi)和安全隱患以及毒性，麥克法蘭教授說(shuō)。

在較小的便攜式設(shè)備中，這種風(fēng)險(xiǎn)可以得到部分緩解。但是，在大型電池組中，例如電動(dòng)汽車和戶外電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)，潛在危險(xiǎn)大大加劇。更高的電壓和動(dòng)力電池也在繪圖中板，但不能使用六氟磷酸鹽。

在發(fā)表在AdvancedEnergyMaterials上的研究中，化學(xué)家描述了一種新型鋰鹽，它可能克服電解質(zhì)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)并取代六氟磷酸鹽。

我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)安全的氟硼酸鹽，即使我們將它們暴露在空氣中也不會(huì)受到影響，主要研究作者、莫納什大學(xué)化學(xué)學(xué)院的BinayakRoy博士說(shuō)。

新氟硼酸鹽的主要挑戰(zhàn)是合成電池級(jí)純度，我們已經(jīng)能夠通過(guò)重結(jié)晶過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，他說(shuō)。

當(dāng)放入帶有鋰錳氧化物陰極的鋰電池中時(shí)，即使暴露在大氣中，電池也能循環(huán)超過(guò)1000次，與超敏感的六氟磷酸鹽相比，這是一項(xiàng)難以想象的壯舉。

根據(jù)Roy博士的說(shuō)法，當(dāng)與高壓鋰電池中的新型陰極材料結(jié)合使用時(shí)，這種電解質(zhì)的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的鹽。此外，發(fā)現(xiàn)鹽在更高電壓下在鋁集電器上非常穩(wěn)定，這是下一代電池所需的。

StorEnergy是一個(gè)由聯(lián)邦政府資助的行業(yè)轉(zhuǎn)型培訓(xùn)中心，旨在培訓(xùn)和培養(yǎng)澳大利亞能源行業(yè)的下一代工人并促進(jìn)產(chǎn)學(xué)合作。

來(lái)自迪肯大學(xué)的StorEnergy主任MariaForsyth教授說(shuō)，這是一個(gè)很好的例子，說(shuō)明通過(guò)政府研究資金支持的產(chǎn)學(xué)合作可以支持澳大利亞在下一代安全電池技術(shù)方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。

該研究是與CalixLtd.合作進(jìn)行的，CalixLtd.是一家總部位于維多利亞州/新南威爾士州的公司，該公司正在從澳大利亞采購(gòu)的礦物中生產(chǎn)高質(zhì)量的錳基電池材料。該研究將幫助Calix實(shí)現(xiàn)其大規(guī)模制造澳大利亞鋰離子電池的目標(biāo)，旨在在澳大利亞推出電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

Calix研發(fā)部總經(jīng)理MattBoot-Handford博士說(shuō)，Calix正在開(kāi)發(fā)一種平臺(tái)技術(shù)，以在澳大利亞生產(chǎn)高性能、具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的電池材料。我們正在通過(guò)StorEnergy與我們?cè)贛onash和Deakin的研究合作伙伴密切合作支持與Calix電極材料兼容的電解質(zhì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。Monash團(tuán)隊(duì)的新型電解質(zhì)系統(tǒng)與Calix的鋰錳氧化物電極材料相結(jié)合所展示的卓越電化學(xué)性能和穩(wěn)定性是一個(gè)令人興奮且重要的里程碑，使我們更接近于使具有Calix下一代電極材料的電池成為商業(yè)現(xiàn)實(shí)。

在不久的將來(lái)，我們希望將這些新的陰離子轉(zhuǎn)化為熱穩(wěn)定、不可燃的液態(tài)鹽，使它們有利于在高溫下運(yùn)行的電池，卡爾博士說(shuō)。

在當(dāng)前的氣候條件下，設(shè)計(jì)此類具有安全性和穩(wěn)定性的電池技術(shù)對(duì)于在澳大利亞實(shí)施可持續(xù)的電網(wǎng)規(guī)模能源解決方案非常重要。