鋰離子載體雙相電解質(zhì)設計圖。圖片來源：《自然·納米技術》

美國科學家開發(fā)出一種水性電池，能穩(wěn)定循環(huán)2000次。鑒于水性電池比非水性鋰電池更安全，其有望成為鋰離子電池的補充，應用于電動汽車等領域。相關研究發(fā)表于新一期《自然·納米技術》雜志。

水性電池是一種以水溶液為電解液的電池。與傳統(tǒng)非水性鋰離子電池相比，水性電池使用基于水的電解質(zhì)，不存在易燃風險，大大降低了使用過程中的安全隱患。此外，相比傳統(tǒng)電池類型，水性電池對環(huán)境污染更小，更加環(huán)保。水性電池的安全性和環(huán)保性特點，有望廣泛應用于儲能系統(tǒng)、電動汽車等領域。

但是，水性電池也有諸多不足之處。首先，由于電解液為水溶液，其離子傳輸速度較慢，導致水性電池的能量密度相對較低。其次，如果水性電池的電解質(zhì)中出現(xiàn)雜質(zhì)，會導致電解質(zhì)的穩(wěn)定性下降，影響電池壽命和性能表現(xiàn)。這些短板使水性電池目前的應用范圍有限。

為攻克上述難題，在最新研究中，科學家開發(fā)出一種水性/有機雙層電解質(zhì)，而且使用鋰納米簇來增強電解質(zhì)的性能。這些納米簇由12-冠醚-4和四甘醇二甲醚制成。

這種設計克服了水性電池電解質(zhì)的問題，增強了電解質(zhì)的穩(wěn)定性，也降低了其內(nèi)部電阻，使電池實現(xiàn)了高循環(huán)壽命（2000次循環(huán)）。

這種新型水性電池能在0—4.9伏的電壓下工作，比其他類型電池更清潔、更安全，也更容易回收。電池的高生命周期也顯示出非凡的耐用性，為其廣泛應用奠定了堅實基礎。