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美國(guó)科學(xué)家開發(fā)了一種新型的水基電池陽極。

使用該陽極和海水作為電解質(zhì)的工作電池表現(xiàn)出令人印象深刻的能量密度，并且在經(jīng)過1000小時(shí)的大電流循環(huán)后仍保持穩(wěn)定。

該小組已經(jīng)在討論其大規(guī)模生產(chǎn)方法的潛力。

對(duì)于簡(jiǎn)單的鹽水而不是復(fù)雜的有機(jī)溶劑存儲(chǔ)能量的水電池，對(duì)于能量存儲(chǔ)專家來說是一個(gè)誘人的前景。

這些基于溶劑的電解質(zhì)通常是易揮發(fā)和易燃的，并且在高壓下容易降解。

因此，用廉價(jià)，豐富和防火的海水代替它們似乎不費(fèi)吹灰之力。

但這也帶來了一系列問題。

與迄今為止的其他電池技術(shù)相比，水基電池技術(shù)的能量密度和穩(wěn)定性問題更低。

使用鹽水電解質(zhì)的電池通常易于樹突生長(zhǎng)。

盡管它們不像標(biāo)準(zhǔn)鋰離子技術(shù)那樣危險(xiǎn)，但它們?nèi)钥赡軐?dǎo)致性能下降和短路。

美國(guó)的科學(xué)家現(xiàn)在聲稱，他們已經(jīng)通過新的陽極設(shè)計(jì)克服了許多這些問題。

該小組演示了使用鋅錳合金的方法，但是它說這種方法可以擴(kuò)展到其他金屬合金。

俄勒岡州立大學(xué)的化學(xué)工程師馮振興說：“使用具有特殊納米結(jié)構(gòu)的合金不僅可以通過控制表面反應(yīng)的熱力學(xué)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)來抑制樹枝狀晶體的形成”。

在電化學(xué)條件下，它在數(shù)千個(gè)循環(huán)中表現(xiàn)出超高的穩(wěn)定性。

使用這些材料，再加上陽極表面的3D納米結(jié)構(gòu)，該團(tuán)隊(duì)能夠更好地控制反應(yīng)并避免形成樹枝狀晶體。

為了驗(yàn)證他們的方法，該團(tuán)隊(duì)制造了一個(gè)電池，并證明其為80mA / cm？在電流密度下，陽極可以穩(wěn)定循環(huán)1000個(gè)小時(shí)，且無樹突。

馮說：“盡管這是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)，需要更多測(cè)試才能完全理解，但該小組已經(jīng)開始討論其方法的商業(yè)潛力。

我們的理論和實(shí)驗(yàn)研究證明3D合金陽極具有前所未有的界面穩(wěn)定性。

這是通過鋅在合金表面上的有利擴(kuò)散通道來實(shí)現(xiàn)的。

這項(xiàng)協(xié)作工作證明的概念很可能會(huì)為用于水基和非水電池的高性能合金陽極的設(shè)計(jì)帶來范式轉(zhuǎn)變，并徹底改變電池行業(yè)的多樣性。