鉅大LARGE | 點擊量:907次 | 2018年07月07日
簡述當前的常溫液體金屬-空氣電池技術
隨著第四次工業(yè)革命時代的到來,可穿戴電子產(chǎn)品也在快速發(fā)展,相關的電池技術也引起了業(yè)內(nèi)的廣泛關注。這樣的可穿戴電池要求具備較高的能量密度和輸出性能,另外,還要求與服裝功能相同的伸縮性和靈活性,甚至還可以洗滌,而且杜絕起火。
近期,韓國研究團隊發(fā)布了一項新概念的電池技術,向纖維紗內(nèi)部注入液態(tài)的電極物質(zhì),其機械性能與現(xiàn)有纖維產(chǎn)品相同,還可以儲存電能。
韓國科學技術研究院(KIST)能源儲存研究團隊的李宗基(音譯)博士和柳繼成(音譯)博士在全球早采用常溫液態(tài)的Ga/In共融化合物,成功開發(fā)出金屬-空氣電池(air-cell)的全新陰極材料,有望替代現(xiàn)有的二次電池。另外,中國的劉桂成博士也作為海外優(yōu)秀先進研究者,自2015年開始正式加入到李宗基博士的研究團隊。
現(xiàn)有的大部分柔軟金屬空氣電極主要是較薄的絲狀或帶狀形態(tài),具有類似彈簧的結構;伸縮性的基材之間配置了電池存儲單元;基材表面涂覆上電極層,交織或編制成類似面料的織物結構,從而確保其柔軟性和伸縮性,不過,通常來說,要想確保材料具有纖維一樣的柔軟性和伸縮性并非易事。與傳統(tǒng)的鋁鋅空氣電池相比,KIST的李博士團隊采用安全的共融液體金屬空氣電池技術,開發(fā)的可穿戴電池儲存裝置不僅能量密度高,還具有收縮恢復能力和彎曲感。
本研究開發(fā)的Ga/In共融液體金屬空氣電池向纖維紗內(nèi)部注入電極物質(zhì),就可使得電極活性物質(zhì)達到100%以上的伸縮性,半徑彎曲可達1mm以下的柔軟性,維持為柔軟的形狀,在確保高容量和高輸出的同時,還具有與纖維產(chǎn)品相同的柔軟性和伸縮性,作為一種全新的電池材料。
此項研究成果實現(xiàn)了電極的高穩(wěn)定性和長壽命,在確保高性能的同時,還通過空間設計實現(xiàn)了自由變形,與復雜的納米工藝技術相比,通過簡單的混合工藝就可以制造復雜金屬的電極,只需較低成本就可以完成高伸縮性和可變性的電極工藝,為了實現(xiàn)這一技術的后期推廣,目前正在進行商用化技術的評價工作。此次研究開發(fā)的電池技術有望成為第四次工業(yè)革命能量儲存系統(tǒng)的全新解決方案
另外,本研究得到了韓國科學技術信息通信部和韓國研究財團中堅研究業(yè)務及海外優(yōu)秀先進研究者支持業(yè)務的大力扶植,研究成果刊登于化學物理領域的國際學術期刊《先進能源材料》(AdvancedEnergyMaterials)的新一期。