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2021年02月04日 | 研究人员研发改进版熔融盐铁氧电池 可增加电动汽车续航里程
2021-02-04 来源：盖世汽车
据外媒报道，中国和英国研究人员以盐为主要成分，研发出一款新型可充电电池，可加快行业向绿色交通运输的转变进程。
许多电动汽车（EV）采用可充电锂离子电池供电，但锂离子电池能量和动力会随着时间渐渐衰减。在某些情况下，锂离子电池在工作或充电过程中还会变得过热，从而降低电池寿命并减少续航里程。
为了解决上述问题，英国诺丁汉大学与中国六家科研机构合作，开发出一种创新且价格合理的储能器，兼具固态氧化物燃料电池和金属空气电池的综合性能。新电池可充分回收、环保、成本低且安全，同时还可以显著增加电动汽车的续航。
（图片来源：Energy Storage Materials）
固体氧化物燃料电池是通过化学反应将氢和氧转化为电能。尽管其可以从燃料中高效提取能量，且经久耐用、成本低廉、生产环保，但却不能充电。金属空气电池是电化学电池，通过使用廉价金属（如铁）和空气中的氧气发生反应产生电能。在充电过程中，它们仅向大气释放氧气。这种高能量密集型电池不是很耐用，但却可以充电，可以存储和释放与锂离子电池一样多的电量，且更安全便宜。
在研究早期阶段，研究团队探索出一种高温铁空气电池设计，使用熔融盐作为电解质（通过热激活）实现导电。廉价且易燃的熔融盐可为电池提供较大储能和供电能力，并延长其使用寿命。但是，熔融盐也有缺点。诺丁汉大学研究负责人George Chen教授表示：“在极端高温下，熔融盐会发生剧烈腐蚀、挥发、蒸发或泄漏，对电池设计的安全性和稳定性方面带来重大挑战。因此，对电解质特性进行微调变得十分迫切，以提高电池性能，并在未来用于电力运输。”
研究人员现已通过使用固态氧化物纳米粉末将熔融盐转变为软固体盐，成功地改进了该技术。合作项目领导人、来自中国科学院上海应用物理研究所的Jianqiang Wang教授预测，由于这种准固态（QSS）电解质可以抑制高温下熔融盐的蒸发和流动，适用于工作环境为800ºC的金属空气电池。
项目合作者、同样也是来自中国科学院上海应用物理研究所的Cheng Peng博士对该实验研究的独特设计进行了解释。通过纳米技术实现准凝固过程，以构建一个可灵活连接的固体氧化物颗粒网络，并使该网络作为结构屏障锁定在熔融盐电解质中，同时仍然允许电解质在极端高温下安全导电。
诺丁汉熔融盐电解实验室的负责人Chen教授表示，希望团队研究成果有助于开发出一种更简单、有效的方法，从而设计出低成本、高性能、高稳定性和高安全性的熔融盐金属空气电池。他还称：“改良的熔盐铁氧电池在新市场应用中具有巨大潜力，如电力运输和可再生能源，这需要家庭和电网均采用创新存储解决方案。原则上，该电池还能够存储太阳能和电能，这对于家庭和工业能源非常必要。目前在西班牙和中国，熔融盐被大量使用以收集和存储太阳能，然后将其转化为电能。而熔融盐金属空气电池可在一台设备中完成这两项工作。”
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