鋰離子電池儲存能量非常高效,這使得大量能量可裝入一個相當小的電池中。但鋰離子電池會隨著時間的推移而退化,儲存電量越來越少,且易著火。奧地利維也納工業(yè)大學研究人員正試圖通過一項新發(fā)明來解決其中的一些問題,他們已成功開發(fā)出一種性能可與鋰離子電池媲美的氧離子電池,據(jù)稱這種電池壽命極長。相關(guān)論文即將發(fā)表在美國《先進能源材料》雜志上。
電池原型。圖片來源:維也納工業(yè)大學
雖然氧離子電池不能提供與鋰離子電池一樣高的能量密度,但它的存儲容量不會隨著時間的推移而不可逆轉(zhuǎn)地降低。氧離子電池可在不含稀有元素的情況下生產(chǎn),并且由不可燃材料制成。研究人員表示,這些電池的工作方式與鋰離子電池非常相似,它們使離子在兩個表面之間來回跳躍并產(chǎn)生電流。
維也納工業(yè)大學團隊使用一種名為氧化釔穩(wěn)定氧化鋯的陶瓷材料作為電解質(zhì)。陶瓷材料可吸收和釋放帶雙負電荷的氧離子。當施加電壓時,氧離子從一種陶瓷材料遷移到另一種陶瓷材料,之后可使它們再次遷移回來,從而產(chǎn)生電流。
陶瓷不易燃,這意味著它們不太可能著火,而鋰離子電池經(jīng)常會發(fā)生這種情況。此外,也不需用昂貴或只能以對環(huán)境有害的方式提取的稀有元素。
研究人員認為,新電池技術(shù)最重要的優(yōu)勢在于其潛在的使用壽命。氧離子電池可以毫無問題地再生能量,如果氧氣由于副反應(yīng)而損失,那么損失可簡單地通過環(huán)境空氣中的氧氣來補償。