美国科学家开发了一种新型的水基电池阳极

简介：美国科学家开发了一种新型的水基电池阳极。使用该阳极和海水作为电解质的工作电池表现出令人印象深刻的能量密度，并且在经过1000小时的大电流循环后仍保持稳定。
该小组已经在讨论其大规模生产方法的潜力。对于简单的盐水而不是复杂的有机溶剂存储能量的水电池，对于能量存储专家来说是一个诱人的前景。
这些基于溶剂的电解质通常是易挥发和易燃的，并且在高压下容易降解。因此，用廉价，丰富和防火的海水代替它们似乎不费吹灰之力。
但这也带来了一系列问题。与迄今为止的其他电池技术相比，水基电池技术的能量密度和稳定性问题更低。
使用盐水电解质的电池通常易于树突生长。尽管它们不像标准锂离子技术那样危险，但它们仍可能导致性能下降和短路。
美国的科学家现在声称，他们已经通过新的阳极设计克服了许多这些问题。该小组演示了使用锌锰合金的方法，但是它说这种方法可以扩展到其他金属合金。
俄勒冈州立大学的化学工程师冯振兴说：“使用具有特殊纳米结构的合金不仅可以通过控制表面反应的热力学和反应动力学来抑制树枝状晶体的形成。”在电化学条件下，它在数千个循环中表现出超高的稳定性。
使用这些材料，再加上阳极表面的3D纳米结构，该团队能够更好地控制反应并避免形成树枝状晶体。为了验证他们的方法，该团队制造了一个电池，并证明其为80mA / cm？在电流密度下，阳极可以稳定循环1000个小时，且无树突。
冯说：“尽管这是一个新发现，需要更多测试才能完全理解，但该小组已经开始讨论其方法的商业潜力。我们的理论和实验研究证明3D合金阳极具有前所未有的界面稳定性。
这是通过锌在合金表面上的有利扩散通道来实现的。这项合作工作证明的概念很可能会为用于水基和非水电池的高性能合金阳极的设计带来范式转变，并彻底改变电池行业的多样性。
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