科技日報天津12月9日電 （記者陳曦 通訊員梁紹楠）記者9日從天津大學(xué)獲悉，該校先進(jìn)碳與能源材料實驗室團(tuán)隊成功研發(fā)出一種全新的低腐蝕性“有機(jī)雙氯”電解液，為鋁金屬電池走向大規(guī)模實際應(yīng)用掃清了一大障礙。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際期刊《自然·可持續(xù)性》上。
鋁金屬電池因負(fù)極材料鋁具有理論比容量高、地殼儲量豐富、成本低廉以及三電子轉(zhuǎn)移等優(yōu)勢，在下一代儲能技術(shù)中展現(xiàn)出巨大潛力。然而，鋁金屬電池技術(shù)的實用化長期受限于電解液體系。傳統(tǒng)電解液雖能使鋁可逆沉積與溶解，但普遍存在腐蝕性強(qiáng)、黏度高、成本高、動力學(xué)遲緩等問題，嚴(yán)重?fù)p害電池組件壽命，制約了其發(fā)展。
針對這一核心挑戰(zhàn)，團(tuán)隊創(chuàng)新性地提出“有機(jī)雙氯”溶劑化電解液設(shè)計策略，以氯化鋁或正丙醚有機(jī)體系替代傳統(tǒng)離子液體，并通過精準(zhǔn)篩選與調(diào)控有機(jī)溶劑的溶劑化能力，構(gòu)建了獨特的“有機(jī)雙氯”溶劑化結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)將所有具有腐蝕性的氯離子（Cl-）“限域”在鋁離子（Al3+）周圍，從而大幅降低了電解液整體的腐蝕性。同時，這一特殊結(jié)構(gòu)易于極化，確保了鋁電池能夠穩(wěn)定、高效地完成反復(fù)的充電與放電循環(huán)。
據(jù)介紹，該突破不僅成功解決了鋁金屬電池面臨的強(qiáng)腐蝕性難題，更開創(chuàng)了一條基于陽離子活性物種的全新電化學(xué)反應(yīng)路徑。這為攻克鋁電池乃至其他多價金屬電池中普遍存在的腐蝕、動力學(xué)遲緩、傳質(zhì)受阻等共性技術(shù)瓶頸，提供了全新的解決思路，為實現(xiàn)鋁金屬電池的實用化邁出重要一步。
手機(jī)看中經(jīng)
經(jīng)濟(jì)日報微信
中經(jīng)網(wǎng)微信
