12月5日,天津大学科研团队宣布成功开发出一种新型低腐蚀性“有机双氯”电解液,为推动铝金属电池的规模化应用提供了关键技术路径。该研究成果已于4日晚发表于国际权威学术期刊自然-可持续发展。
铝金属电池凭借铝负极所具有的高理论比容量、低成本以及三电子转移特性,被视为下一代储能技术的重要候选之一。然而,长期以来,传统电解液体系普遍存在强腐蚀性和高粘度等问题,易引发电池内部金属组件的快速损耗,严重阻碍了其实际应用进程。因此,研制兼具低腐蚀性与高电化学可逆性的新型电解液,成为实现铝金属电池实用化的核心挑战。
针对这一难题,研究团队提出了一种创新性的“有机双氯”溶剂化电解液设计思路,采用氯化铝与正丙醚组成的有机体系替代传统的离子液体。通过精确调控电解液中溶剂化结构,将具有腐蚀性的氯离子有效限域在铝离子周围,从而在显著降低整体腐蚀性的同时,大幅提升电化学反应的可逆程度。
项目通讯作者之一、天津大学化工学院教授杨全红表示,这项工作不仅为解决铝金属电池长期存在的腐蚀问题提供了切实可行的方案,更开辟了一条以阳离子活性物种为基础的全新电化学路径,对突破多价金属电池共性技术瓶颈具有重要启示意义。
自然官网在对该研究的评述中指出,尽管铝电池在资源丰度和可持续性方面具备显著优势,但其性能常受限于现有电解质材料——这些材料往往具有强腐蚀性、成本高昂且影响循环稳定性。而此次提出的新型电解质配方有效克服了上述缺陷,标志着铝金属电池向实际应用迈出了关键一步。
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