研究发现一种新型锂盐 可提高锂离子电池性能

未来，锂离子电池将在电动汽车和其他应用中占据主导地位，但目前使用的电池材料在安全性和性能方面存在不足，阻碍了下一代高性能电池的开发。特别的是，电解质的开发对适用于储能和车辆应用的更高功率电池构成了关键挑战。由蒙纳士大学（Monash University）化学学院Doug MacFarlane教授和Mega Kar博士领导的科学家团队与Calix Ltd合作，提出了应对这一挑战的替代解决方案。（图片来源：蒙纳士大学）MacFarlane教授表示：“目前用于锂离子电池的锂盐是六氟磷酸锂（hexafluorophosphate），但这种材料存在火灾和安全隐患，且具有毒性。在较小的便携式设备中，使用这种材料的风险会部分减低。但在大型电池组中，例如电动汽车和户外电网规模的储能系统，其潜在危险大大加剧。而且，高电压和动力电池也在筹划当中，但不能使用六氟磷酸盐。”在最新发表在期刊《Advanced Energy Materials》的一篇论文中，化学家描述了一种新型锂盐，它可能会克服电解质设计的挑战并取代六氟磷酸盐。主要研究作者、蒙纳士大学化学学院的Binayak Roy博士表示：“我们的目标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。该新氟硼酸盐的主要挑战是合成电池级纯度，但我们已经通过重结晶工艺实现这一目标。当放入带有锂锰氧化物阴极的锂电池中时，电池即使暴露在大气中，也能循环1000多次。这与超敏感的六氟磷酸盐相比，非常难得。”据Roy博称，当与高压锂电池中的新型阴极材料结合使用时，这种电解质的性能远远优于传统的盐。此外，研究人员还发现在更高电压下，盐在铝集电器上非常稳定，这正是下一代电池所需的。澳大利亚研究委员会（ARC）未来储能技术培训中心（www.storenergy.com.au）也参与了此项研究。StorEnergy是一个由联邦政府资助的行业转型培训中心，旨在培训和培养澳大利亚能源行业的下一代工作者，并促进产学合作。StorEnergy主任、迪肯大学（Deakin University）Maria Forsyth教授表示：“此次研究很好地说明，通过政府研究资金支持的产学合作可以助力澳大利亚在下一代安全电池技术方面占据领导地位。”该研究是与Calix Ltd.合作进行的。Calix Ltd.是一家总部位于维多利亚州/新南威尔士州的公司，致力于从澳大利亚采购的矿物中生产高质量的锰基电池材料。此次研究将帮助Calix实现其大规模制造澳大利亚锂离子电池的目标，从而在澳大利亚推出电网规模的储能系统。Calix研发部总经理Matt Boot-Handford博士表示：“Calix正在开发一种平台技术，以在澳大利亚生产高性能、具有成本竞争力的电池材料。我们正在通过 StorEnergy与我们在蒙纳士大学和迪肯大学的研究合作伙伴密切合作，支持与Calix电极材料兼容的电解质系统的开发。将蒙纳士团队的新型电解质系统与Calix的锂锰氧化物电极材料相结合后，可呈现出卓越的电化学性能和稳定性，从而使具有Calix下一代电极材料的电池逐渐实现商业化。”Kar博士表示：“在不久的将来，我们希望将这些新的阴离子可以转化为热稳定、不可燃的液态盐，从而使电池能够在高温下运行。在当前的气候条件下，设计此类具有安全性和稳定性的电池技术对于在澳大利亚实施可持续的电网规模能源解决方案非常重要。”