美大学研究人员研发室温全液态金属电池 可快速完成充放电

克萨斯州奥斯汀—德克萨斯大学奥斯汀分校的考克雷尔工程学院的研究人员开发了一种新型电池，该电池结合了现有选件的许多优点，同时消除了其主要缺点并节省了能源。

大多数电池由固态电极（例如用于便携式电子设备的锂离子电池）或液态电极（包括用于智能电网的液流电池）组成。UT研究人员创造了他们所谓的“室温全液态金属电池”，其中包括液态和固态电池两全其美。

固态电池具有显着的能量存储能力，但是它们通常会遇到许多问题，这些问题会导致它们随着时间的推移而退化并降低效率。液态电池可以更有效地输送能量，而不会长期损坏已售出的设备，但是液态电池不能满足高能量需求，或者需要大量资源来不断加热电极并使之保持熔融状态。

研究人员称，该团队电池中的金属电极可以在20摄氏度（68华氏度）的温度下保持液化，这是液态金属电池所记录的最低工作温度。这代表了重大变化，因为当前的液态金属电池必须保持在高于240摄氏度的温度下。

“这种电池可以提供固态和液态的所有优点-包括更多的能量，更高的稳定性和柔韧性-没有各自的缺点，同时还可以节省能源，”于桂华副教授的博士后研究人员于定说。沃克机械工程系的专家组。丁是团队最近在《高级材料》上发表的有关室温电池的论文的主要作者。

该电池包括钠-钾合金作为阳极和镓基合金作为阴极。研究人员在论文中指出，使用不同的材料可以制造熔点更低的电池。

室温电池有望提供比当今大多数个人电子设备的支柱锂离子电池更多的电量。研究人员说，它可以更快地充电和传递能量几倍。

由于使用了液态成分，因此可以根据所需的功率轻松放大或缩小电池。电池越大，可以提供的功率就越大。这种灵活性使这些电池有可能为从智能手机和手表到基础设施的一切供电，从而为向可再生能源的发展提供了支撑。

于教授说：“我们很高兴看到液态金属可以提供一种有希望的替代传统电极的替代品。”“鉴于展示出的高能量和功率密度，该创新电池可以在智能电网和可穿戴电子设备中实现。”

研究人员在该项目上花费了三年多的时间，但这项工作尚未完成。构成这种新型电池主干的许多元素比传统电池中的某些关键材料更为丰富，从而使其潜在地更易于大规模生产且成本更低。然而，镓仍然是昂贵的材料。寻找能够提供相同性能同时降低生产成本的替代材料仍然是一个关键挑战。

增加室温电池电量的下一步是改进电解质，电解质是使电荷流过电池的组件。

丁说：“尽管目前我们的电池无法与高温液态金属电池竞争，但如果设计具有高电导率的先进电解液，则有望获得更好的动力性能。”