弗吉尼亚联邦大学的物理学研究人员发现,锂离子电池中常用的电解质 - 通常在消费电子设备中使用 - 是超卤素,而且绝大多数这些电解质都含有有毒的卤素。
与此同时,研究人员还发现,锂离子电池(也称为锂离子电池)中的电解质可以被无卤电解质替代,这些电解质既无毒又环保。
“我们的研究结果的重要性在于,人们可以拥有更安全的电池而不会影响其性能,”主要作者Puru Jena博士说,他是人文科学学院物理系的杰出教授。“我们研究的意义在于类似的策略也可用于设计锂离子电池中的阴极材料。”
Jena博士,博士后研究员Santanab Giri博士和当时的研究生Swayamprabha Behera博士将发表文章“超级卤素作为锂离子电池中无卤电解质的构建模块”。即将发行的化学期刊Angewandte Chemie International Edition,已在网上发布该研究。
耶拿说他希望这篇文章的研究结果能够生产更安全,毒性更小的电池。
“我们希望我们的理论预测能够刺激实验者合成无卤盐,这将导致制造商在商业应用中使用这些盐,”他说。
研究人员还发现,锂离子电池的程序同样适用于其他金属离子电池,如钠离子或镁离子电池。
几个月前,当他看到锂离子电池的传单上提到需要无卤电解质时,耶拿对这个话题产生了兴趣。
“我当时没有对锂离子电池做过任何工作,但我很想知道目前的电解质是什么,”他说。“我发现构成电解质的负离子本质上是大而复杂的,它们比电子壳闭合所需的电子少一个。”
耶拿已经在超卤素上工作了五年多,这是一类模仿卤素化学的分子,但其电子亲和力远远大于卤素原子的亲和力。
“我知道许多不含单一卤素原子的超卤素分子,”他说。“我现在首先想到的是,目前电解质中的阴离子成分是否确实是超卤素。如果是这样,我们所知道的无卤素超卤素是否可用作无卤电解质?我们的研究证明,案件。
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