大学公园马里兰大学迈出了关键的一步阴极产生可逆的固体盐层

大学公园-马里兰大学(UMD)和美国陆军研究实验室(ARL)的研究人员已通过采用新型化学转化方法改进其盐分水电池，在迈向更好的高能电池的道路上迈出了关键的一步阴极产生可逆的固体盐层，这种现象在水基电池领域尚属未知。

研究人员基于他们在2015年《科学》杂志上报道的盐分水中电解质的先前发现，增加了新的阴极。这种不含过渡金属的新型阴极材料在4.2伏的平均电势下具有出色的循环稳定性，并提供了与非水锂离子电池相当甚至更高的能量密度，这是前所未有的。作者于5月9日在“自然”杂志上报道了他们的工作。

“马里兰大学和ARL的研究产生了至少10年以来我见过的最具创造力的新型电池化学，”加拿大达尔豪西大学的杰弗里·达恩教授说，他是与该研究无关的专家。“但是，是否可以制造出使用寿命长的实用设备还有待观察。”

利用超浓缩水溶液电解质的作用，利用石墨结构中可逆的卤素嵌入，该团队产生了以前认为不可能的能量密度。研究人员发现，盐分水电池的超浓缩溶液与石墨阳极在电池内部自动建立和重新形成保护层的能力相结合，可提供高能量的稳定持久的电池。

“这种新的阴极化学恰好在我们先前开发的“盐包水”水性电解质中理想运行，这使其更加独特-它结合了非水性系统的高能量密度与水性系统的高安全性，”论文的共同第一作者，UMD化学与生物分子工程系的助理研究科学家杨崇银说。

该论文的第一作者，化学与生物分子工程学系的研究助理吉晨说：“这种新的'转化-嵌入'化学方法继承了转化-反应的高能量和石墨嵌入的优异可逆性。” 。

由ChBE教授王春生领导的研究团队在化学与生物化学系获得了双重任命。徐康，ARL研究员;和ARL科学家Oleg Borodin都将电池推进了一个可测试的阶段：一个小按钮的大小，通常在研究实验室中用作测试工具。需要更多的研究以将其扩大到实用的，可制造的电池。

这项研究报告的水基电池的能量输出比普通的基于易燃有机液体的手机电池的能量密度提高了25%，但更加安全。新的阴极能够在一个小时的运行中保持每克240毫安的电流，大约是目前手机和笔记本电脑中典型阴极的两倍。

盐包水电池最终可用于涉及千瓦或兆瓦级大能量的应用，或主要关注电池安全性和毒性的应用，包括飞机，海军舰船或宇宙飞船的不易燃电池。