易燃性

从手机、3C 产品到电动车或是大型储能电厂，锂离子电池可说是无处不在，为当今储能技术主流，但安全性质一直为人诟病，因此不少科学家试图找出各式解决办法。根据美国化学学会期刊《Nano Letters》，科学家发现纳米线（nanowires）不仅可降低锂离子电池的易燃性，也可以增强电池性能。

离子透过电解质在电极两端移动，而传统的电池电解质是由盐与有机溶剂制成，为最成熟、使用最广泛的技术之一，但容易蒸发并可能引起火灾，因此研究人员已将目光转向固态电解质，并提出不少潜力选项。

其中聚合物电解质（Polymer electrolytes）为潜在生力军，具有稳定、便宜与可挠等优点，不过其同时存有较差的导电性与机械性质，还无法达成商业化。因此为提升该电解质竞争力，科学家想要借由增加化合物排列来增强电解质。

浙江工业大学材料科学家陶新永及其团队便制造出硼酸镁（Mg2B2O5）纳米线，由于该材料具良好机械性能和导电性，还是一种无污染、低毒性的阻燃剂，可提升防火碳层的稳定性，于是团队想将硼酸镁纳米线置于固态聚合物电解质中，研究该材料特质是否可为电池性能尽一分心力。

该团队将聚合物电解质与分别与 5%、10%、15% 跟 20% 重量的硼酸镁纳米线混合，发现纳米线可增强电解质导电性，且与没有加增纳米线的电解质相比，新型电解质可承受更多应力（stress），让电极表面更稳定。

团队指出，离子流动加速让电池导电率进一步提高，研究也发现该电解质不具易燃性。团队实际将新型纳米线电解质与磷酸铁锂（LiFePO4）阴极与锂阳极组合后，与旧有的电解质相比，倍率效能（rate performance）和循环容量也更高，在温度 50°C、40°C 与 30°C 跟 0.2C 放电倍率下，循环容量为 150、106 与 50mAh g-1。

不过研究人员也表示，虽然纳米线大大提升导电率与防火性，但仍无法在室温稳定运作，距离商业化还有一段距离，尚需要再持续研究。

（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：pixabay）

不过研究人员也表示，虽然纳米线大大提升导电率与防火性，但仍无法在室温稳定运作，距离商业化还有一段距离，尚需要再持续研究。

从手机、3C产品到电动车或是大型储能电厂，锂离子电池可说是无处不在，为当今储能技术主流，但安全性质一直为人诟病，因此不少科学家试图找出各式解决办法。根据美国化学学会期刊《Nano Letters》，科学家发现纳米线（nanowires）不仅可降低锂离子电池的易燃性，也可以增强电池性能。

离子透过电解质在电极两端移动，而传统的电池电解质是由盐与有机溶剂制成，为最成熟、使用最广泛的技术之一，但容易蒸发并可能引起火灾，因此研究人员已将目光转向固态电解质，并提出不少潜力选项。

其中聚合物电解质（Polymer electrolytes）为潜在生力军，具有稳定、便宜与可挠等优点，不过其同时存有较差的导电性与机械性质，还无法达成商业化。因此为提升该电解质竞争力，科学家想要借由增加化合物排列来增强电解质。

浙江工业大学材料科学家陶新永及其团队便制造出硼酸镁（Mg2B2O5）纳米线，由于该材料具良好机械性能和导电性，还是一种无污染、低毒性的阻燃剂，可提升防火碳层的稳定性，于是团队想将硼酸镁纳米线置于固态聚合物电解质中，研究该材料特质是否可为电池性能尽一分心力。

该团队将聚合物电解质与分别与5%、10%、15%跟20%重量的硼酸镁纳米线混合，发现纳米线可增强电解质导电性，且与没有加增纳米线的电解质相比，新型电解质可承受更多应力（stress），让电极表面更稳定。

团队指出，离子流动加速让电池导电率进一步提高，研究也发现该电解质不具易燃性。团队实际将新型纳米线电解质与磷酸铁锂（LiFePO4）阴极与锂阳极组合后，与旧有的电解质相比，倍率效能（rate performance）和循环容量也更高，在温度50°C、40°C与30°C跟0.2C放电倍率下，循环容量为150、106与 0mAh g-1。

不过研究人员也表示，虽然纳米线大大提升导电率与防火性，但仍无法在室温稳定运作，距离商业化还有一段距离，尚需要再持续研究。（科技新报/EnergyTrend）

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