Ist die Zinkbatterie auf Wasserbasis anstelle der Lithiumbatterie immer noch eine Spielerei?

Nach der Entwicklung von Lithiumbatterien auf Wasserbasis im letzten Jahr hat die University of Maryland Zinkbatterien auf Wasserbasis entwickelt. Kann dies diesmal kommerzialisiert werden?

Amerikanische Forscher haben eine wiederaufladbare Zinkbatterie auf Wasserbasis entwickelt, die nicht nur eine große Kapazität, eine lange Lebensdauer, sondern auch sicherer ist und voraussichtlich ein idealer Ersatz für heute weit verbreitete Lithiumbatterien ist.

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Bei Batterien sind geringe Größe, große Kapazität, lange Lebensdauer, hohe Sicherheit und niedrige Herstellungskosten ideale Qualitätsanforderungen, aber Batterien mit diesen Eigenschaften sind immer noch schwer zu finden. Nehmen Sie Lithiumbatterien, die in der Unterhaltungselektronik weit verbreitet sind, obwohl sie in Bezug auf Kapazität, Volumen und Langlebigkeit bemerkenswert sind. Die Explosionsgefahr hat jedoch dazu geführt, dass viele Menschen krank wurden.

Das Forschungsteam der University of Maryland, des Army Research Laboratory und des National Institute of Standards and Technology kombinierte traditionelle Zinkbatterietechnologie mit Wasserbatterietechnologie, um eine wiederaufladbare Batterie mit größerer Kapazität und höherer Sicherheit zu entwickeln. Sie verwenden einen neuen Typ eines wässrigen Elektrolyten, um den brennbaren organischen Elektrolyten zu ersetzen, der in herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird, was die Sicherheit der Batterie erheblich verbessert. Durch Zugabe von Metallzink und Salz zum Elektrolyten wird die Energiedichte der Batterie effektiv verbessert.

Die Forscher wiesen darauf hin, dass Zinkbatterien eine sichere und relativ kostengünstige Batterie sind, die Energiedichte jedoch gering und die Lebensdauer kurz ist, sodass sie nicht perfekt ist. Die neue Zinkbatterie auf Wasserbasis überwindet diese Mängel herkömmlicher Zinkbatterien, wodurch nicht nur die Energiedichte der Batterie erheblich erhöht, sondern auch die Batterielebensdauer verlängert wird. Im Vergleich zu Lithiumbatterien sind Zinkbatterien auf Wasserbasis nicht nur hinsichtlich der Energiedichte überlegen, sondern auch viel sicherer, ohne dass Explosions- oder Brandgefahr besteht.

Die Forscher sind zuversichtlich, dass neue Zinkbatterien auf Wasserbasis kommerzialisiert werden können. Sie sagen, dass die neue Batterie letztendlich nicht nur in der Unterhaltungselektronik eingesetzt werden wird, sondern auch als starker Konkurrent für Lithiumbatterien. Es kann auch in extremen Umgebungen wie dem Weltraum und der Tiefsee eingesetzt werden und in der Luft- und Raumfahrt, in der Tiefseeforschung und in militärischen Bereichen.

Die relevanten Forschungsergebnisse werden in der neuesten Ausgabe von Nature Materials veröffentlicht.

Bereits im vergangenen September entwickelten Forscher des US Army Research Laboratory (ARL) und der University of Maryland erstmals Lithium-Ionen-Batterien, die Wassersalzlösungen als Elektrolyte verwenden, um die Anforderungen der Heimelektronik (z. B. Laptops) zu erfüllen. . 4,0 Volt und birgt keine Brand- und Explosionsgefahr durch bestimmte handelsübliche nichtwässrige Lithium-Ionen-Batterien.

Laut Dr. KangXu, einem auf Elektrochemie und Materialwissenschaften spezialisierten ARL-Forscher und Hauptautor der Studie, wird die Technologie Soldaten eine absolut sichere und flexible Lithium-Ionen-Batterie mit der gleichen Energie wie eine SOA-Lithium-Ionen-Batterie liefern. Dichte. Selbst bei schwerem mechanischem Missbrauch ist die Batterie nicht feuer- und explosionsgefährdet.

Anmerkungen: Das wasserbasierte System verbessert wirksam die Batteriesicherheit. Von Festkörperbatterien über Graphenbatterien bis hin zu Zinkbatterien auf Wasserbasis entstehen immer neue Batteriekonzepte, jedoch ab sofort in praktischen Anwendungen. Es gibt keine Batterie, die wirklich Durchbrüche und Industrialisierung erzielen kann. Neue Batterietechnologien können betroffen sein, aber diese sogenannten neuen Technologien gehören eher zum Konzept der Spekulation, und die Industrie sollte stärker darauf achten, ob neue Technologien in naher Zukunft die Bedingungen für eine Industrialisierung haben.

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