来源： 时间：2022-10-06 14:35:13
未来的智能手机和笔记本电脑可能不需要数周充电，这要归功于基于氟化物的电池，其使用寿命可能是当今使用的电池的八倍。研究人员，包括来自加利福尼亚理工学院和NASA喷气推进实验室 (JpL) 的研究人员，发现了一种基于氟化物 (氟的负电荷形式) 制造可充电电池的新方法。
发表在《科学》杂志上的一项研究研究了超越当今流行的锂离子版本的替代电池。加州理工学院 (Caltech) 教授罗伯特·格拉布斯 (Robert Grubbs) 表示: “氟化物电池可以具有更高的能量密度，这意味着它们的使用寿命可能更长 -- 比现在使用的电池长八倍。”“但是使用氟化物可能具有挑战性，特别是因为它具有腐蚀性和反应性，” Grubbs说。在20世纪70年代中，研究人员试图使用固体成分制造可充电的氟化物电池，但是固态电池仅在高温下工作，因此在日常使用中不切实际。
<iframe src = "https://www.dailymotion.com/embed/video/ k3MJ1CausnGT3Ruel4q" 宽度 = "100%" 高度 = "363"></iframe>这项新研究想出了如何使用液体成分使氟化物电池工作-液体电池很容易在室温下工作。“我们仍处于开发的早期阶段，但这是第一个在室温下工作的可充电氟化物电池，” JpL的化学家Simon Jones说。电池通过在正极和负极之间穿梭带电原子或离子来驱动电流。当涉及液体时，这种穿梭过程在室温下更容易进行。
在锂离子电池的情况下，锂在液体溶液或电解质的帮助下在电极之间穿梭。虽然锂离子是正离子 (称为阳离子)，但新研究中使用的氟离子带有负电荷 (称为阴离子)。研究人员说，在电池中使用阴离子既有挑战，也有优势。“对于使用寿命更长的电池，您需要移动更多的电量。移动多电荷金属阳离子是困难的，但是通过移动几个单电荷阴离子可以实现类似的结果，这些阴离子相对容易地移动。”琼斯说。
另请阅读:“该方案面临的挑战是使系统在可用电压下工作。在这项新的研究中，我们证明了阴离子在电池科学中确实值得关注，因为我们证明了氟化物可以在足够高的电压下工作，”他说。研究人员说，使氟化物电池在液体而不是固态下工作的关键是一种称为双 (2,2，2-三氟乙基) 醚或BTFE的电解液。他们说，这种溶剂有助于保持氟离子稳定，从而可以在电池中来回穿梭电子。
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