日本研究人員開發(fā)出全固態(tài)空氣蓄電池：輕便安全性好，有望用于手機(jī)
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IT之家 5 月 25 日消息，據(jù)日本經(jīng)濟(jì)新聞及新華社報(bào)道，日本山梨大學(xué)和早稻田大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)近日合作開發(fā)出了一種新型的全固態(tài)空氣蓄電池，該電池將可逆地?fù)饺霘潆x子（質(zhì)子）的有機(jī)化合物和質(zhì)子導(dǎo)電聚合物薄膜與與氧化還原反應(yīng)的有機(jī)化合物相結(jié)合，可以反復(fù)充電和放電。這一研究成果于 16 日發(fā)表在德國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)期刊《應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版》中。
目前常見(jiàn)的空氣電池一般是由空氣中的氧（正極活性材料）、金屬（負(fù)極活性材料）和離子導(dǎo)電電解質(zhì)組成，但在許多情況下，使用液體電解質(zhì)可能存在液體泄漏、蒸發(fā)和著火等安全問(wèn)題。因此研究人員致力于開發(fā)一種全固態(tài)空氣二次電池，該電池結(jié)合了具有氧化還原活性的感官化合物（二羥基苯醌及其聚合物），同時(shí)將質(zhì)子作為負(fù)極活性材料，質(zhì)子導(dǎo)電聚合物薄膜（nafion）作為電解質(zhì)，以及含有鉑催化劑作為正極的氣體擴(kuò)散電極（活性材料是氧）。
在開發(fā)的電池中，研究人員設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種負(fù)極結(jié)構(gòu)，令電子導(dǎo)電材料（碳粉）和質(zhì)子導(dǎo)電聚合物混合在一起，以促進(jìn)負(fù)極活性材料二羥基苯醌的氧化還原反應(yīng)，并在與電解質(zhì)膜的界面處平滑地促進(jìn)質(zhì)子轉(zhuǎn)移。與使用 2,5-二羥基-1,4-苯醌作為電池負(fù)極相比，用該化合物的聚合物作為負(fù)極可顯著提升電池的放電容量。在 15C 的放電倍率下，使用 2,5-二羥基-1,4-苯醌的聚合物作為負(fù)極的全固態(tài)空氣蓄電池的充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá) 30 次。
IT之家注意到，該研究小組表示，新開發(fā)的全固態(tài)空氣二次電池“不會(huì)因水或氧氣而使電極變質(zhì)，并且“安全性優(yōu)異，有望用作手機(jī)等小型電子設(shè)備的電能來(lái)源“，研究小組并宣稱將在未來(lái)進(jìn)一步進(jìn)行研究實(shí)際使用能力，或許能在未來(lái)的設(shè)備中看到這種電池的身影。
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