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香港高校研发水系锌电池
http://www.CRNTT.com   2018-06-30 14:08:38


  中评社北京6月30日电/20多年来,锂电池在充电池市场上,堪称一枝独秀,但不能弯曲和不耐高温、容易起火等安全隐忧,一直是锂电池的弱点。据港媒报道,近期,香港城市大学师生研究出一种水系锌电池,以柔软和安全作卖点,有望在穿戴式电子产品等部分用途上,挑战锂电池的地位。

  香港城市大学科学及工程学院副教授支春义说,以锌为基础的电池(以下简称“锌电池”)已有百年多历史,是世界上第二种商业化的电池,只比铅酸电池稍迟。不过,以往的锌电池主要是一次使用。此外,以往的锌电池的充放电性能一直不理想,充放电次数太少。直至3年多前,大学内研究的水系锌电池(其电解质含水),只可充放电100次至300次。

  支春义和一批博士生在3年多前,开始研究水系锌电池,初期遇到很多困难。两年前,他们弃用强碱性电解质,改用弱酸性电解质,并将其中一个电极改用纳米二氧化锰材料,取得重大突破,将充放电次数大增至1000次以上;而且在充放电1000次后,其储电量仍然可以维持在最初的97%。

  几年前,软性锂电池仍未真正商业化生产,他们希望开发软性水系锌电池,以满足市场应用和需要,例如穿戴式电子产品等。由于水系锌电池的电解质原为液态,较难封装和较易泄漏,所以他们加入“水凝胶”,令电解质变成半固态,既可保持柔软和可弯曲的特性,同时较容易封装,万一封装出现破损,电解质也不会泄漏。

  此外,由于水系锌电池的电解质含水,所以其本质就不易燃,比锂电池的有机电解质安全。经过改良后,他们研发的水系锌电池在极恶劣的工作环境中,如撞击、切割、火烧、弯折等,也不会爆炸或起火,并能够继续提供稳定的电源,安全程度大大提高。

  支春义乐观估计,他们研发的水系锌电池,在穿戴式电子产品、智能服装、医学产品、美容产品、婴儿用品、宠物用品、电子书阅读器等市场潜力具大。应用在计算机电池方面,也有优势,因为它不易燃的特点,理论上,带上飞机应该不会有容量限制。

  根据美国地质调查局的数据,目前全球已探明的锂资源储量合计超过5300万吨,锂储量约1447万吨。全球已探明锌资源储量约19亿吨,锌储量约2.3亿吨。因此,锌的价格要比锂更低廉。用来制成电池,以同一储电量作比较,锌电池成本会比锂电池低。

  支春义认为,由于电动车对续航力要求高,锂电池能量密度较高,相信仍会在这个市场占优势。但考虑到锂电池的安全性、成本以及锂金属在地球上的储量等因素,他相信,锂电池未来不太可能独霸所有充电池市场。

  参与研发工作的博士生李洪飞和唐子杰均认为,锂电池由1996年开始在移动电话市场冒起,至今才不过20余年,在电动车市场的历史更短,所以锂的产量暂时未有问题。但随着部分国家限期要求汽车厂停产燃油车、全面转为生产纯电动车,可能引致锂产量不足和价格上升的问题。锌储量较多和成本较低,锌电池未来的前景值得看好,相信一定可以在充电池市场上占据席位。

  在2018年的“挑战杯”全国赛香港区选拔赛(香港大学生创新及创业大赛)中,他们的研究项目获得能源化工组别二等奖。现在,支春义和他带领的10多名博士生正在计划,在今年底或明年初小量试产他们研发的水系锌电池,完全商品化则要到2020年中。

  (来源:人民网)

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