德国尤利希研究中心(Forschungszentrum Julich)的研究人员近日展现在能量储存领域的重大进展:这是硅空电池首次得以提供超过1,000个小时的续航力,几乎可连续供电46天!

针对车用的锂离子电池而言,硅-空气电池是更有前景的备选技术之一。硅空电池具有更高的能量密度,因而可做得更小更轻。此外,硅空电池也很环保且有弹性,较不受外在环境影响。更重要的是:其制造材料并非稀土材料,而是硅,因而成本更低且能无限供应。

但你可能会觉得这一切太美好,不可能是真的。的确,这种电池也存在一个重大的缺点。硅空电池至今仅能维持短短几分钟的寿命,在很短的时间内,从电池而来的电流就会停止流动。

硅空电池寿命极短的原因一直无法确定。专家们认为问题出在硅阳极的隔离层或空气电极。但试图以改善电极的方式来解决问题的成效并不大。最佳的成果是在离子液体的基础上施加特定的电解液,这种方法可让硅空电池的寿命延长到几百个小时。然而,这与为锂离子电池开发具成本效益解决方案的想法却又背道而驰。

尤利希研究中心的科学家开始怀疑这个问题的另一个原因:电解液——氢氧化钾的水溶液在过程中用罄。因此,研究人员开发出一种泵系统,能够随时重新填充电解液。

“只要硅阳极接触到电解液,电池就会发电”,尤利希研究中心研究人员Hermann Tempel解释。透过这种方法,可让电池在硅用尽以前保持活跃状态——尤利希研究中心的实验可达到1,100小时的续航力。一旦电极被用完了,还可以透过更换阳极而重新活化。

至于下一步,研究人员们正寻找一种能够保持电池运作而不必持续补充电解液的方法。”我们必须抑制电池的自放电过程,”Tempel说。他目前已经有一种如何抑制这种效应的想法——在电解液中的添加剂可望有所帮助。”尽管电池仍然不尽完美,但现在我们知道该往哪个方向走。”

编译:Susan Hong

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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