中科院用新理念建水系離子電池

    鋰電世界  近年來(lái)，可再生能源在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展，而大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)是解決可再生能源并網(wǎng)發(fā)電的關(guān)鍵核心技術(shù)。中科院寧波材料科研人員在水系離子電池研究中獲重要進(jìn)展，首次提出用鋰鈉混合離子電解質(zhì)這一全新理念構(gòu)建新型水系離子電池，相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》。

    傳統(tǒng)的以有機(jī)溶劑為電解液的鋰離子電池能量密度高，但存在安全性低和成本高的問(wèn)題。與之相比，水系離子電池具有價(jià)格廉價(jià)、無(wú)環(huán)境污染且安全性高等優(yōu)點(diǎn)，在大規(guī)模儲(chǔ)能體系中具有潛在的重要應(yīng)用前景。然而，目前適用于水系鈉離子電池的電極材料極為匱乏，這成為阻礙鈉離子電池發(fā)展的瓶頸。

    基于此，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所動(dòng)力鋰電池工程實(shí)驗(yàn)室陳亮博士首次提出鋰鈉混合離子電解質(zhì)的全新理念來(lái)構(gòu)建新型水系離子電池。該類電池的一極采用選擇性嵌入/脫嵌鋰離子的化合物為活性材料，而另一極則選用對(duì)鈉離子具有選擇性嵌入/脫嵌活性的化合物作為活性材料，同時(shí)以Li/Na混合離子水溶液作為電解質(zhì)。

    與傳統(tǒng)鋰離子電池“搖椅式”的工作原理不同，該新型電池在充放電過(guò)程中，鋰離子和鈉離子分別僅在電池的一極上發(fā)生嵌入與脫出。得益于其獨(dú)特的工作原理，這類電池不但能儲(chǔ)存電能，而且還具有分離鋰離子和鈉離子的功能。電池可通過(guò)反復(fù)的充放電過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子和鈉離子的富集，與現(xiàn)有其他化學(xué)分離技術(shù)相比，此操作更為簡(jiǎn)便且更加綠色環(huán)保。

    這一全新電池類型既擴(kuò)寬了現(xiàn)有鋰離子電池材料的應(yīng)用范圍，又為鈉離子電池發(fā)展開(kāi)辟了新的途徑，對(duì)豐富儲(chǔ)能電池體系具有重要的科學(xué)意義。此外，該新型電池獨(dú)特的工作方式還使其具有Li/Na分離的功能。與現(xiàn)有的化學(xué)分離技術(shù)相比，項(xiàng)目技術(shù)操作更為簡(jiǎn)便且更加綠色環(huán)保，因此在海（或鹵）水中Li和Na的大規(guī)模分離方面具有重要的應(yīng)用前景。