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“锌+碘”电池可弯可折可穿戴

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-09-18  来源: 解放日报
    什么电池可以保障充足电力又没有爆炸隐患?在本周三开幕的第20届中国国际工业博览会上,华东师范大学的“锌+碘”新型安全动力电池将亮相高校展区。随着研究开发的推进,无污染、高安全、长寿命且具有合适充电时间的新型锌碘电池,可应用于日常生活、交通出行等领域。这种电池还可呈现柔性状态,可能完全改变数字化生活。

    锌碘材料环境友好

    新能源车呼声日高,这对车用电池提出新要求:电池的生产、使用、回收等各环节都要环保,而且要有足够大的储能密度和功率密度,电池的充电时间要合适,能在10分钟至1个小时内充满。

    对此,华东师范大学信息科学技术学院研究员、博士生导师王连卫对各种电池的优缺点进行比选。他表示,目前研究较多的仍是锂离子电池,此外锂空气电池、石墨烯电池也是关注热点,“可这一类电池主要使用的是易燃有机电解液,安全问题始终存在。”王连卫团队发现,人们熟悉的锌和碘都是环境友好材料,碘化锌水溶液无毒且不易燃烧,由碘和锌组成的锌碘电池也符合环保要求。已有研究表明,这种电池的能量密度已超过常用的磷酸铁锂电池,很有前途。但他们遇到的最大挑战在于锌碘电池大多是液流电池,而且体积庞大,很难应用于日常生活。

    过度放电能自修复

    王连卫课题组对传统意义上的锌碘电池进行大刀阔斧的“改革”。他们多年来在电极材料、电池隔膜、电池整体结构等方面进行大量探索,在锌溴电池及锌碘电池领域研究成果的基础上,课题组研究发现,这类新型电池的充放电过程中,电池内离子交换膜的两边产生压差,如不采取附加的液流架构,电池结构就可能不稳定,甚至被损坏。经过不断实验,课题组采用人工修饰的回流通道,成功解决这一老大难问题。

    王连卫等还发现,这种电池具有自修复特性,即使过度放电,也可恢复。他说,锌碘电池有较好的充放电循环特性,可多次循环,可以说锌碘电池是种长寿命电池。课题组预期,锌碘电池研发成功和投入应用,不仅可取代对环境有害、在日常生活中大量使用的铅蓄电池,也可促进安全性车用电池研发,真正做到绿色出行、安全消费。

    值得注意的是,从锌碘电池工作原理可见,如果电池包装材料全部换成柔性材料,它仍可工作。“这意味着,我们可以制作可弯曲的柔性锌碘电池,满足当下柔性电子产品、可穿戴设备的快速发展。”王连卫说,传统电池是刚性的,在弯曲、折叠时,容易发生安全问题,而柔性锌碘电池在保持良好柔性的同时,仍能保持原有能量密度,不影响设备续航时间。
 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写:CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织。协会成立于1989年12月,现有550多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、动力电池应用分会和电池隔膜分会等十个分支机构。
本会专业范围包括:铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池、电池系统解决方案,以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。

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