盖世汽车讯 据外媒报道，阿尔伯塔大学（University of Alberta）的工程研究人员找到了一种方法，使可充电、环保的水基电池性能远超现有电池。
图片来源：期刊《 Nature Communications 》
使用水基电解质溶液（而非锂电池中使用的有机溶剂）的电池的概念自19世纪就已出现。用于启动大多数内燃机汽车的铅酸“水基”电池发明于1859年，至今仍在使用。然而，水基电池的能量密度、电压和存储容量不足以驱动电动汽车，也无法充分储存太阳能电池板和风力涡轮机等可再生能源技术产生的能量。
另一方面，锂离子电池虽然能量密度高、寿命长、充电速度快、结构轻巧，但也存在一些缺点。其中最主要的是成本高，以及存在起火甚至爆炸的风险。
化学与材料工程系的材料科学家Xiaolei Wang和他的学生Zhixiao Xu已经开始着手弥补这方面的不足，找到了一种方法，使可充电水性电池的性能远超现有电池。
“水系电池更便宜，而且易于处理，因为我们只使用水，而且无毒也不易燃，”Wang教授说道。这项突破性成果最近发表在《自然通讯（Nature Communications）》期刊上。
Wang教授表示，由有机材料制成的电池，例如水系电池，往往导电性较差，因此需要添加大量碳才能使其工作，这意味着用于储能材料的空间更小。它们的密度也较低，储能能力不强。
该团队取得突破的关键在于电极材料的设计，电池的能量就储存在电极材料中。在水系电池中，电流在正极和负极之间的传输由水基电解质促进，而锂离子电池则使用有机溶剂。通过构建所谓的“加压有机电极”，Wang教授团队实现了更高的能量密度、化学反应性、电子电导率、热稳定性、机械强度和粘合性能。
“因此，它们充电速度更快、续航时间更长、储能能力更强，现在的性能几乎超越了所有其他有机电池，”Wang教授说道。
Wang教授表示，他的研究结果基于一个纽扣大小的电池和一个大约相当于一个小三明治袋大小的电池组的实验室性能。他还补充说，要使更大的电池实现商业化应用，还需要做更多的工作，下一阶段是寻找愿意投资升级其技术的行业合作伙伴。
“我们的目标是制造用于大规模（工业）储能的电池。但如果我们能够以更低的成本和更低的安全隐患，达到电动汽车同等的性能，那又何乐而不为呢？”Wang教授表示。
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