没有爆炸危险性的水性锂离子电池现在将成为现实
马里兰大学和美国陆军研究实验室的研究人员首次开发了使用水盐溶液作为电解质的锂离子电池，达到家用电子设备（如笔记本电脑）所需的4.0伏特标记，而没有与一些市售的非水锂离子电池相关的火灾和爆炸危险。他们的工作出现在9月6日在细胞新闻杂志的新的跨学科能源杂志焦耳。
该研究是在科学研究的2015年研究之后，产生了一种与电解质水溶液相似的3.0伏电池，但被所谓的“阴极挑战”所阻碍，从而获得更高的电压，其中由石墨或锂制成的电池的一端金属，被水性电解质降解。为了解决这个问题，从三伏飞跃到四伏，第一作者马里兰大学助理研究科学家杨杨杨设计了一种可应用于石墨或锂阳极的新型凝胶聚合物电解质涂层。
这种疏水涂层从电极表面附近排出水分子，然后在第一次充电时分解并形成稳定的相间 - 将固体阳极与液体电解质分离的分解产物的薄混合物。这种由非水电池内产生的层引发的相间保护阳极不会使副作用衰弱，从而允许电池使用所需的阳极材料，例如石墨或锂金属，并获得更好的能量密度和循环能力。
联合资深作者王春生教授说：“这里的关键创新是制造出能够阻止与阳极接触水分的合适凝胶，使水分解，也可形成正确的界面，以支持高电池性能。马里兰大学的A.James Clark工程学院的化学和生物分子工程。
与标准的非水性锂离子电池相比，添加凝胶涂层也可以提高新电池的安全优势，并且与任何其他提出的含水锂离子电池相比，提高了能量密度。所有含水锂离子电池都受益于水性电解质的易燃性，而非水性电解液中使用的高度易燃的有机溶剂。然而，独特的是，即使相间层被损坏（例如，如果电池外壳被刺穿），它也会与锂或锂化石墨阳极缓慢反应，从而防止其他情况下的吸烟，火灾或爆炸如果损坏的电池使金属与电解液直接接触，则会发生。
虽然新电池的功率和能量密度适用于目前由更危险的非水电池供电的商业应用，但某些改进将使其更具竞争力。特别是，研究人员希望增加电池可以完成的全部性能循环次数，并尽量减少材料费用。王先生说：“现在我们谈论的是50-100个周期，但是与有机电解质电池相比，我们想达到500以上。”
研究人员还注意到跳跃到四伏特之后的电化学操作在电池技术和超越之内是重要的。徐先生说：“这是我们第一次能够在水性介质中稳定真正的反应性阳极，如石墨和锂。 “这开启了许多不同的电化学课题，包括钠离子电池，锂硫电池，涉及锌和镁的多种离子化学物质，甚至是电镀和电化学合成;我们还没有充分探索它们。”
