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据国外媒体报道，约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的一组研究人员设计了一种柔性锂离子电池，这种电池即使在切割、浸没和模拟弹道冲击等极端条件下也能正常工作。现在，电池不会着火。

(照片来源:约翰·霍普金斯大学应用物理实验室)

目前，锂离子电池由易燃和可燃材料制成，这些材料容易发生灾难性的火灾和爆炸事件，其中大部分是在没有任何明显警告的情况下突然发生的。由于其危险性，三星GalaxyNote7手机被禁止在飞机上使用。海军还禁止在船只和潜艇上使用电子烟，以减少这种易燃设备的危险。

然而，随着这种电池逐渐成为便携式电子设备、电动车辆和电网存储应用的首选能量存储工具，提高其安全性将标志着锂离子电池生产和使用的重大变化。

最近，在《化学通讯》杂志上，由APL研发部门的康斯坦丁·格拉索普洛斯(KonstantinosGerasopoulos)领导的一个研究小组宣布发现，一种新型的盐包水(WiS)和双盐包水(WiBS)电解质，当与聚合物基质结合时，可以降低水的活性，提高电池能量，延长其寿命周期，并消除当前锂离子电池中易燃、有毒和高活性的溶剂。研究人员称电解质是一种安全而有效的替代品。

美国物理学会高级研究科学家和首席研究员杰拉索普洛斯说:“从手机到汽车，锂离子电池已经成为日常生活中的常见产品。继续提高其安全性对于进一步推动储能技术的发展至关重要。自20世纪90年代初锂离子电池商业化以来，它们的外形并没有发生太大变化。我们仍然使用相同的圆柱形或菱形电池芯，液体电解质和所需的密封包装与这种形状有很大关系。”

“我们的研究团队致力于用安全性和外形更好的聚合物替代易燃液体电解质，最近的论文表明，水基柔性聚合物锂离子电池可以在户外制造和运行，其可用性和性能也有所提高。”

在新的研究中，该团队克服了液态WiBS电解质的局限性。由于水的存在，液体WiBS电解质本质上是安全的，但是其能量有限，并且与大多数商业阳极材料不相容。研究人员已经开发出“稳定的、基于水性凝胶聚合物电解质(GPEs)”。研究人员通过紫外光引发水溶性丙烯酸酯的聚合来生产这种电解质

科学家已经证明，紫外固化过程和有机玻璃与聚合物的结合可以提高游离水的保留率，这将与聚合物相协调，从而提高其电化学稳定性。研究人员表示:“我们首次证明了市场上广泛使用的低成本阳极纳米钛酸锂(Li4Ti5O12，LTO)可以用于水性聚合物锂离子电池，并且可以可靠地循环使用100多次。”

2017年，研究人员开发了一种突破性的柔性电池。这次开发的新聚合物电解质进一步提高了这种电池的耐损伤性。

格拉索普洛斯说:“第一代柔性电池的尺寸不如我们现在生产的电池稳定。我们开发的紫外光固化聚合物是一种具有高机械强度的独立薄膜，类似于隐形眼镜。这种电池即使完全暴露在空气中也能连续工作几天。但它们可以被烧、切割或以其他方式压制，而且它们仍然可以工作。”

“我们已经成功地提高了GPE的机械强度和电化学稳定性，并且可以将这种新的过饱和水凝胶聚合物电解质(GPE)从概念验证过渡到实际应用。”

“我们的团队正在不断提高柔性锂离子电池的安全性和性能，我们希望在一年内将这项新的研究转化为原型，”APL材料科学项目的地区主管杰弗马兰奇说。

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