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2020-02-01使用阻燃電解液增加鉀離子電池安全性 458 期

Author 作者編輯部

【本刊訊】澳洲臥龍崗大學（University of Wollongong）研究團隊，日前開發一款不可燃電解質（nonflammable electrolyte），不僅提升鉀離子電池（potassium-ion battery）的安全性，也讓人們有機會以低成本做出大規模的儲能應用。

常見的3C產品，舉凡手機、平板電腦及筆記型電腦等，都是以鋰離子電池作為電力驅動的來源。然而近來鋰原料面臨短缺且環保爭議不斷，因此，許多科學家試圖以其它元素製作電池，其中最具潛力的就是鉀。與鋰離子電池相比，鉀離子電池的生產成本較低，且鉀離子的產量也較為充足。不過，鉀離子電池也面臨跟鋰離子電池類似的問題：過去研究的鉀離子電池中，使用的電解液與鋰離子電池同樣具有可燃性，因此科學家必須克服安全性問題，才有機會使鉀離子電池大量生產。

此次研究中，團隊以磷酸三乙酯（triethyl phosphate）作為鉀離子電池內部的電解液溶液。磷酸三乙酯是一種無色的液體，主要用途是作為工業用催化劑，不易燃燒的特性也讓它可作為阻燃劑（flame retardant）用。過去曾有研究團隊試圖將磷酸三乙酯作為鋰電池的電解液，但卻發現若要長期維持穩定運作得使用到非常高濃度的溶液，並造成生產成本增加，因此沒有被採納。

而製造鉀離子電池時，磷酸三乙酯與鉀鹽混合製作電解液只需使用約0.9~2 mol／L的濃度即可順利運作，所需濃度較製作鋰離子電池來得低，大幅減少電解液的生產成本。研究人員表示，未來將持續尋找更多不易燃的電解液材料，提升鉀離子電池使用的安全性，盼未來能取代現行的充電電池。

Sailin Liu et al., An Intrinsically Non-flammable Electrolyte for High-Performance Potassium Batteries, Angewandte Chemie International Edition, 2020.

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