电池的热安全问题阻碍了其大规模应用。不易燃电解质提高了安全性,但超过100℃时溶剂蒸发限制了耐热性,缺乏可靠性。
在此,南洋理工大学Xiaodong Chen通过引入空气中溶质电解质实现了耐火金属空气电池,该电解质的吸湿性溶质可以自发地重新吸收蒸发的水溶剂。
文章要点
1)使用空气中的Zn/CaCl2/碳电池作为概念验证,它们在631.8 ℃燃烧时失败,但通过在室温下从空气中重新吸收水分而自我恢复。
2)与传统的水系电解质的不可逆热转变由溶剂的沸点决定不同,空气中溶质电解质使这种转变由溶质更高的分解温度决定。
3)研究发现,更强的分子内键而不是分子间(范德华)相互作用与空气中溶质电解质的超高耐受温度密切相关,从而激发了非范德华电解质的概念。
研究将增进对电解质热性能的理解,指导空气中溶质电解质的设计,并提高电池安全性。
参考文献
Huarong Xia, et al, Hygroscopic Solutes Enable Non-van der Waals Electrolytes for Fire-Tolerant Dual-Air Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202318369
DOI: 10.1002/anie.202318369
https://doi.org/10.1002/anie.202318369