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六氟磷酸锂将被取代?研究发现新型锂盐

TIME : 2021-08-23

导读:澳大利亚莫纳什大学的研究人员发表了一项新的研究,用一种新型锂盐测试高压锂电池模组(如电动汽车和电网规模的储能系统中使用的电池),结果显示,其危险性远远低于目前的传统材料。


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近期,由于维多利亚州大电池火灾,锂离子电池的潜在安全问题引发了公众的关注。莫纳什大学化学学院和澳大利亚Calix公司的研究人员一直致力于无毒无火灾隐患的替代解决方案。


虽然锂离子电池与内燃机相比,其火灾危险相对罕见,但仍然是个紧迫的问题。


莫纳什大学的Doug MacFarlane教授和Mega Kar博士一直在与Calix有限公司合作开发用于储能解决方案和电动汽车的高功率电池的电解液。而在最近发表在《先进能源材料》的研究中,化学家们提出了可以用于下一代高压锂电池电解液的硼酸锂酯盐,也就是说,一种新型的锂盐可以替代更危险的六氟磷酸盐。


MacFarlane表示:“目前在锂离子电池中使用的锂盐是六氟磷酸锂,它不仅有毒性,而且存在火灾安全隐患。在较小的便携式设备中,这种风险可以得到部分缓解。然而,在大型电池组中,如电动汽车和户外电网规模的储能系统,潜在的危险就会大大加剧。”


该研究的主要作者,莫纳什大学化学学院的Binayak Roy博士说:“我们的目的是开发安全的氟硼酸盐,即使暴露在空气中也不会受到影响。新的氟硼酸盐的主要挑战是以电池级的纯度合成它,我们已经通过重结晶工艺实现了这一点。”


研究人员将这些新型盐放入带有锂锰氧化物阴极的锂离子电池中,能使电池循环次数超过1000次。当新的电解液与一种新型阴极材料相结合时,其性能远远超过了传统的盐,而且在高电压的铝电流收集器上也非常稳定,这是下一代电池所必需的。


Calix公司希望这项研究能够帮助其实现大规模制造澳大利亚锂离子电池的目标。Calix公司研发部总经理Matt Boot-Handford表示:“莫纳什团队的新电解液系统与Calix公司的锂锰氧化物电极材料结合,显示出了卓越的电化学性能和稳定性,这是一个重要的里程碑。”


莫纳什的Kar博士表示:“在不久的将来,我们希望把这些新的阴离子变成热稳定的、不易燃的液体盐,使其有利于电池在高温下工作。在目前的气候条件下,设计这种具有安全性和稳定性的电池技术对于澳大利亚实现可持续电网规模的能源解决方案是非常重要的。”

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