研究負責人、伊利諾伊大學的威廉姆·金教授表示：“陰極和陽極距離非常近，使得位于電池兩極用來發生反應的離子和電子不需要行進很遠，因此能更快產生能量。而且，最新技術可以擴展，可以將電池做得比較大。”
金指出，盡管智能手機和其他電子設備已從微電子學受益良多，但電池領域的進展卻伐善可陳，最新研究改變了這一現狀。同樣功能的新電池的“個頭”僅為原電池的十分之一，新電池可用在汽車內。
其他電池專家對新研究樂見其成，但他們也擔心，安全問題或許會成為其市場化的“絆腳石”。
英國劍橋大學化學系的克萊爾·格雷教授表示：“挑戰在于制造出一個足夠穩固的微電池陣列，通過一個成本低廉且可不斷擴大的過程，使整個電池陣列不出現一次短路。”牛津大學無機化學和能源領域的專家皮特·愛德華茲也指出：“最新研究證明了我們可以獲得很高的能量密度，但問題在于如何擴大規模以便進行工業化生產，同時找到更簡單的制造方法并解決安全問題。我并不知道這種微電池是否容易自燃，鈷酸鋰電池就存在這一問題。”
金承認，因為目前使用的液體容易自燃，安全問題確實存在。他表示，測試設備使用的液體很少，這就使發生爆炸的危險微乎其微，但如果電池被做得很大，危險可能會隨之增加。但他計劃改用更安全的聚合物電解液來解決這個問題，希望今年年底前，該技術能夠實現為電子設備和汽車供電。
研究使用離子液體作為碳前驅體修飾電極材料
Li4Ti5O12作為鋰離子電池的負極材料，主要缺點在于電子電導能力太差，純Li4Ti5O12的電導率小于10-13 S/cm，鋰離子擴散系數只有10-9 –10-13 cm2 s-1，導致倍率性能不佳，從而限制了其在鋰離子電池中的應用。因此研究者們從降低Li4Ti5O12顆粒尺寸和表面包覆兩方面來對Li4Ti5O12進行改性。降低顆粒才尺寸能夠縮短鋰離子的擴散距離，因此電極材料的電化學活性或倍率性能可以得到提高；表面包覆能夠提高表面電導率，促進電極材料間的接觸。目前報道的對Li4Ti5O12表面包覆的方法雖然能夠提高倍率性能，但是大多數方法過程復雜或者需要在高溫條件下才能實現(＞600 ℃)。
最近，中國科學院物理研究所北京凝聚態物理國家實驗室胡勇勝課題組首次使用離子液體作為碳的前驅體，對多孔Li4Ti5O12的進行表面包覆。與傳統的固態碳源前驅體相比，離子液體由于具有流動性質更容易深入多孔材料中，而且在較低的蒸汽壓下，裂解溫度范圍較寬 (400-1000 ℃)，也不伴隨快速的溶劑蒸發，這些都有利于在顆粒表面形成均勻的包覆薄層。此外，通過選擇不同類型的離子液體還可以調節包覆層的組成。因此使用離子液體作為前驅體，對于調節包覆層和表界面的組成和性質方面具有明顯的優勢，這一點對于材料的設計和優化尤為重要。
該研究組首先采用以前報道的噴霧干燥法制得多孔Li4Ti5O12，離子液體1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺作為前驅體，使用不同量的離子液體與Li4Ti5O12混合，并在氬氣中600 ℃ 煅燒。通過表征發現，合成的多孔Li4Ti5O12碳包覆層中含有N元素，對比碳包覆的不含有N元素的多孔Li4Ti5O12，這種N摻雜有利于提高電池的倍率性能。
電池網微信
