東京科學大學開發出較安全的水基材料鋰電池電解質

日常活中不可或缺的鋰電池大多使用易燃的有機溶劑作為電解質，存在安全上的隱憂，東京科學大學綜合研究院的團隊遂投入開發由水基材料組成電解質的技術。水基材料的優點在於，它們不含易燃液體，安全性較高，並且可以在常壓下操作，從而可以降低製造成本。然而水基材料電解質會在放電時分解、導致電壓難以超過2V。

研究團隊，透過將鋰鹽 Li(FSO₂)₂N（LiFSI）引入由水與非晶質四硼酸鋰進行的「黏膠化反應」界面中，成功合成了一種能在內部形成三維鋰離子傳導路徑的準固體電解質（3D-SLISE）。研究團隊將製得的 3D-SLISE 與常用正極活性材料 LiCoO₂ 及負極活性材料 Li₄Ti₅O₁₂ 組裝成準固體電池，經評測顯示可以20分鐘完全充放電的速率循環超過400次。由於 3D-SLISE 容易再次分散於水中，因此能直接從使用過的電池中回收活性材料。這與傳統以金屬萃取為主的回收方式不同，屬於可直接再利用材料的「直接回收」方法，有望成為支撐電池材料循環利用社會的核心技術。

該電池為全球首例無需隔膜與可燃性電解液注入工序的水系準固體鋰離子電池，且製造過程不需乾燥室或手套箱等嚴格的環境控制，可望大幅降低製造成本。目前其工作電壓約2.35V，若未來能提升至3.3V，則可望在能源密度以及成本方面成為新的電池替代方案。

資料來源：東京科學大學（2025年8月5日）

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