如今，鋰離子電池充電越來越快且性能也越來越高，但也越來越昂貴且越來越易燃。

在最近發表在《能源存儲材料》上的一項研究中，倫斯勒理工大學的一個工程師團隊展示了他們如何能夠通過使用水性電解質代替典型的有機電解質來組裝出性能更安全，成本更低的電池，而且電池性能仍然良好。

水性電解質具有不易燃的性質，并且因為與非水性電解質不同，它們在制造過程中對水分不敏感，從而使其易于使用且價格便宜。水性電解質面臨最大的挑戰是如何保持性能。

倫斯勒機械，特種航天和核工程專業的教授尼克希爾·科拉特卡爾說：“如果對水施加過多的電壓，水就會被電解，分解出氫和氧。這是一個問題，如果你選擇排氣，就會消耗掉電解液。因此，通常這種材料的電壓窗口非常有限?！?/p>

圖片來源：倫斯勒理工大學

在這項研究中，科拉特卡爾和他的團隊使用了一種特殊類型的水電解質，即鹽中水電解質，這種電解質不太可能被電解。

對于陰極，研究人員使用了錳酸鋰，對于陽極，他們使用了氧化鈮鎢。科拉特卡爾教授表示，這種復合氧化物以前從沒有在水溶液鋰離子電池中出現過。

科拉特卡爾說：“事實證明，氧化鈮鎢在單位體積的儲能方面非常出色。就體積而言，這是迄今為止我們在水溶液鋰離子電池中看到的最好結果。”

他解釋說，氧化鈮鎢相對較重且致密。該重量使氧化鈮鎢基于質量的儲能能力接近平均水平，而電極中鈮鎢顆粒的致密堆積使氧化鈮鎢基于體積的儲能能力相當好。這種材料的晶體結構還具有明確的通道，可讓鋰離子快速擴散，意味著可以快速充電。

科拉特卡爾說，快速充電能力和每單位體積可存儲大量電荷的能力在水溶液鋰離子電池中很少見。

對于新興的應用來說，如便攜式電子設備、電動汽車和棚極存儲，在有限的容量中儲存最大能量的能力變得至關重要，這樣一種更安全更便宜且性能好的電池對鋰電應用有著實際的現實意義。