下一代电池可以使用来自树木的材料

一组科学家找到了一种方法,可以在下一代电池中使用一种不寻常的材料:木材。布朗大学的团队开发了一种用于固态电池的树衍生材料,与当前的电池相比,固态电池更安全,对环境的破坏更小。

当前一代的锂离子电池,如手机、计算机和电动汽车中使用的那些,使用挥发性液体作为电解质。这些电解质在电池的正极和负极之间传导锂离子。液体电解质可以很好地完成这项工作,但它们有毒并且可能是危险的。例如,如果电池发生短路,液体可能会燃烧,电池可能会着火。这在日常使用中通常不是问题,但它导致了一些制造错误的电池召回

为了使电池更安全,研究人员正在开发固态电池,其中使用固体材料作为电解质。固体、不可燃材料使用起来更安全,并且对环境的破坏可能更小。目前对固体电解质的大多数研究都涉及陶瓷,这种材料的离子传导性非常好,但很脆,很容易破裂或破裂。

Brown 团队开发了一种用作固体电解质的材料,该材料由铜和聚合物管的组合组成,这些管来自木材,被称为纤维素纳米纤维。研究人员开发的聚合物材料非常薄且柔韧,就像一张纸,使其更易于用于制造。然而,它的离子传导性与更厚、更脆的材料(如陶瓷)一样好。

“锂离子通过我们通常在无机陶瓷中发现的机制在这种有机固体电解质中移动,从而实现创纪录的高离子电导率,”合著者、布朗工程学院教授岳奇在一份声明中说。 “使用大自然提供的材料将减少电池制造对我们环境的整体影响。”

研究人员表示,他们希望这一发展将有助于使固态电池普遍可用,以提高消费电子产品的安全性。

该研究发表在《自然》杂志