外媒稱，美國馬里蘭大學(xué)和美國陸軍研究實驗所的研究人員首次研發(fā)出使用水鹽溶液作為電解液、且電壓達(dá)到筆記本電腦等家用電器的使用標(biāo)準(zhǔn)4.0伏的鋰離子電池，同時沒有目前某些商用的非水鋰電池存在的著火和爆炸風(fēng)險。他們的研究結(jié)果刊登在9月6日出版的美國《焦耳》雜志上。

據(jù)英國物理科學(xué)新聞網(wǎng)站9月6日報道，研究論文作者之一、美國陸軍研究實驗所電化學(xué)和材料科學(xué)專家徐康(音)說：“過去，如果想要高能量，就要選擇非水鋰電池，但是需要在安全性上作出妥協(xié)。如果更注重安全性，就要接受低能量，使用鎳氫電池一類的水性電池?，F(xiàn)在，我們展示了可以同時獲得高能量和高安全性。”

這項研究基于美國《科學(xué)》周刊2015年刊載的一項研究。那項研究開發(fā)出了類似的3.0伏水電解質(zhì)電池，但因所謂的“負(fù)極挑戰(zhàn)”而未能實現(xiàn)更高電壓。負(fù)極挑戰(zhàn)指的是由石墨或金屬鋰制成的電池一極會被水電解質(zhì)分解。為了解決這個問題，實現(xiàn)電壓從3伏到4伏的跨越，研究論文第一作者、馬里蘭大學(xué)助理研究員楊崇銀(音)設(shè)計了一種可以涂在石墨或鋰正極上的凝膠聚合物電解質(zhì)涂層。

這種防水涂層可以不讓水分子接近電極表面，并可在首次充電時分解并形成穩(wěn)定界面——這層薄薄的分解物可將固體正極與液體電解質(zhì)分隔開來。有了這一界面，電池就能使用理想的正極材料，同時也能提高能量密度和循環(huán)能力。

研究論文作者之一、馬里蘭大學(xué)詹姆斯˙克拉克工程學(xué)院化學(xué)和生物分子工程學(xué)教授王春生說：“此處的關(guān)鍵創(chuàng)新是創(chuàng)造出可以阻止水與正極接觸的合適的凝膠。”

添加凝膠涂層的新電池與標(biāo)準(zhǔn)非水鋰電池相比提高了安全性，與其他水鋰電池相比提高了能量密度。這款電池的獨特之處在于，即使界面層遭到損壞(比如電池外層受損)，它與鋰或鋰化石墨正極的反應(yīng)也非常緩慢，可以防止金屬直接接觸電解液后導(dǎo)致著火或爆炸。