新型水性電池能穩定循環兩千次

科技日報北京4月16日電 （記者劉霞）美國科學家開發出一種水性電池，能穩定循環2000次。鑑於水性電池比非水性鋰電池更安全，其有望成為鋰離子電池的補充，應用於電動汽車等領域。相關研究發表於新一期《自然·納米技術》雜誌。

水性電池是一種以水溶液為電解液的電池。與傳統非水性鋰離子電池相比，水性電池使用基於水的電解質，不存在易燃風險，大大降低了使用過程中的安全隱患。此外，相比傳統電池類型，水性電池對環境污染更小，更加環保。水性電池的安全性和環保性特點，有望廣泛應用於儲能系統、電動汽車等領域。

但是，水性電池也有諸多不足之處。首先，由於電解液為水溶液，其離子傳輸速度較慢，導致水性電池的能量密度相對較低。其次，如果水性電池的電解質中出現雜質，會導致電解質的穩定性下降，影響電池壽命和性能表現。這些短板使水性電池目前的應用範圍有限。

為攻克上述難題，在最新研究中，科學家開發出一種水性/有機雙層電解質，而且使用鋰納米簇來增強電解質的性能。這些納米簇由12-冠醚-4和四甘醇二甲醚製成。

這種設計克服了水性電池電解質的問題，增強了電解質的穩定性，也降低了其內部電阻，使電池實現了高循環壽命（2000次循環）。

這種新型水性電池能在0—4.9伏的電壓下工作，比其他類型電池更清潔、更安全，也更容易回收。電池的高生命週期也顯示出非凡的耐用性，為其廣泛應用奠定了堅實基礎。

新型水性電池的突破為新能源領域注入了巨大潛力。這一成果的核心意義，在於以顛覆性技術重構電池安全與環保的邊界。在應用層面，水性電池憑藉水性電解質的本徵安全性，可大幅降低儲能電站、電動汽車等場所的火災風險，尤其適合對安全冗餘要求嚴苛的場所。而其環保特性也更契合當前趨勢，在減少重金屬污染的同時簡化回收流程，推動循環經濟發展。