双重电解质可为长寿命电池提供新化学反应

在美国化学学会杂志上发表的一项研究中，ORNL的研究人员质疑一个长期以来的假设，即电池的三个主要组成部分-正极，负极和离子导电电解质-在设备中只起一个作用。。

该团队新电池设计中的电解质具有双重功能：它不仅可用作离子导体，还可用作阴极补充剂。通过使用ORNL开发的固体电解质实现这种协同化学，可以进一步提高电池的容量并延长设备的使用寿命。

“这种双功能电解质彻底改变了传统电池的概念，为具有前所未有能量密度的电池设计开辟了一条新途径，”ORNL的成都梁说。

该团队在锂氟化碳电池中展示了这一新概念，由于其高能量密度，稳定性和长保质期，被认为是最好的一次性电池之一。当ORNL研究人员加入固体硫代磷酸锂电解液时，如果每个组件独立作用，电池产生的容量比其理论最大值高26%。Liang解释说，这种增加是由电解质和阴极之间的协同相互作用引起的。

“随着电池放电，它会产生氟化锂盐，进一步催化电解质的电化学活性，”梁说。“这种关系将电解质-通常是容量中的非活性组分-转化为活性组分。”

容量的提高可以转化为数年甚至数十年的额外寿命，具体取决于电池的设计和使用方式。更长寿命的一次性电池需要诸如人工心脏起搏器，射频识别装置，遥控无钥匙系统和传感器之类的应用，其中不可能或不希望更换或再充电电池。

“如果你有心脏起搏器，你不想每10年接受一次手术更换电池，”梁说。“如果电池可以使用30到50年怎么办?我们的基础研究是通过新的设计机制开辟这种可能性。”

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