新型电解液助力铝金属电池实用化
2025-12-10
中国经济网版权所有 中国经济网新媒体矩阵 网络广播视听节目许可证(0107190)(京ICP040090) 科技日报天津12月9日电(记者陈曦通讯员梁少南)记者9日从天津大学获悉,先进碳与能源材料实验室成功研制出低惊喜的新型“有机二氯化物”金属电池。相关研究成果近日发表在国际期刊《Nature Sustainability》上。铝金属电池由于作为负极材料铝具有理论容量高、地壳储量丰富、成本低廉、可进行三电子转移等优点,在下一代储能技术中显示出巨大潜力。然而,铝金属电池技术的实际应用长期以来受到电解液体系的限制。虽然传统电解液可以反向沉积和由于溶解铝,它们通常存在强腐蚀、高粘度、成本高、动力学慢等问题,严重损害电池组件的寿命并限制其发展。针对这一重大挑战,团队创新性地提出了“有机二氯化物”电解质设计方法,用氯化铝或正丙醚有机体系替代传统离子液体,并通过精确筛选和调控有机溶剂的溶解能力,构建了独特的“有机二氯化物”溶剂化结构。这种结构“识别”了铝离子(AL3+)周围所有的氯离子(CL-)腐蚀性离子,从而大大减少了电解液的整体腐蚀。同时,这种特殊的结构极易极化,保证了铝电池能够稳定高效地完成反复充放电循环。据介绍,这一突破不仅成功解决了强腐蚀问题解决了铝金属电池面临的问题,同时也创造了一种基于活性阳离子物种的新电化学反应路径。这为克服铝电池乃至其他多价金属电池常见的腐蚀、动力学迟缓、传质障碍等常见技术瓶颈提供了新的解决方案,是铝金属电池走向实际应用的重要一步。
