新研究，可逆化学将为更安全的电池铺平道路？

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美国马里兰大学(UMD)和美国陆军研究实验室(ARL)研究人员在研制高能电池的道路上迈出了关键一步。他们通过对阴极进行新型化学转化，改进了盐中水电池的性能。早在2015年《科学》(Science)上发表的盐包水电解质的发现基础上，研究人员添加了一个新阴极。这种新型阴极材料缺乏过渡金属，平均工作电位为4.2伏，具有良好的循环稳定性，并提供了前所未有的能量密度，可与非水锂离子电池相比，甚至可能更高，新研究成果2019年5月9日发表在《自然》上。

加拿大达尔豪斯大学的Jeffrey Dahn教授说：马里兰大学和陆军研究实验室的研究产生了我所见过最有创意的新电池化学，在至少10在年期间，然而，能否制造出寿命长的实用设备还有待观察。利用石墨结构中的可逆卤素插入，利用超浓缩的水电解质，该团队产生了以前认为不可能的能量密度。研究人员发现，盐水电池的超浓缩溶液，结合石墨阳极在电池内部自动构建和重新形成保护层的能力，使电池具有稳定、持久、高能量的特点。

该论文的第一作者之一、UMD化学与生物分子工程系的助理科学家杨崇银(音译)说：这种新阴极化学恰好在我们之前开发的‘盐中水’水电解质中运行得很理想，这使得它更加独特——它将非水体系的高能量密度与水体系的高安全性结合起来。该论文的第一作者之一、化学与生物分子工程系的研究员陈冀(音译)说：这种新型的‘转化-插入’化学继承了石墨插入反应的高能量和优异可逆性。由王春生教授领导的研究团队，兼任化学系和生物化学系；康旭，ARL研究员；ARL的科学家Oleg Borodin已经把电池推进了一个可测试的阶段：

一个小按钮的大小，通常用作研究实验室的测试工具。还需要更多研究来将其扩展成一种实用、可制造的电池。本研究的水基电池能量输出比普通基于可燃有机液体的手机电池的能量密度增加了25%，但是更加安全。这种新型阴极每克可以承受240毫安的电流，可以工作一小时，大约是目前手机和笔记本电脑中常见阴极电流的两倍。含水盐电池最终可用于千瓦或兆瓦级的大能量应用，或电池安全和毒性是主要关注的领域，包括飞机、海军舰艇或宇宙飞船的非易燃电池。

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