我国科学家已经开发出一种新技术，可以将传统锂离子电池的寿命延长三倍，并减少其起火的风险。

研究人员说，这项技术用一种凝胶状的新物质取代了电池的化学溶液，如果扩大其生产规模，将可以立即应用在我国蓬勃发展的电动汽车行业中。

由北京化工大学的余乐教授和李念武副教授领导的这项研究，上周在同行评议的杂志《先进功能材料》上披露。

由于电池容量随着反复充电和放电而下降，其使用寿命的一个关键指标是容量保持率，计算为一定周期后的放电容量与初始放电容量的比率。

研究人员进行了一系列的测试，以衡量新电池的保留性能。

他们说："我们对电池进行了100%的深度放电。这个过程实际上对电池的生命周期是有害的，但它也能暴露锂电池的各方面的缺点。"

李教授解释说："在进行了300次100%深度放电的充放电循环后，我们的电池仍然保持92%的容量，而带有液体电解质的传统电池仅保持30%的容量。

研究人员表示，这一成就是令人兴奋的。它表明该电池将比那些采用最先进技术制造的电池有更长的寿命。

他们在期刊论文中说，这种电池可以应用于电动车电池或无人机等工业场景，以延长其使用寿命。

电动车中的电池是由数百个电池单元组合而成的，与我们的实验模型类似。我们在模型中使用了更厚的凝胶层来提高电池性能。他说："这对于工程设计来说可能太厚了，但这可以有效解决传统电池的致命性问题。

锂电池因其高能量密度和容量而被广泛用于电子产品、电动汽车和储能系统。但锂金属阳极在自然状态下是活跃的，可能会与被称为液体电解质的传统化学溶液发生反应，导致效率损失和安全问题。

于教授和李教授开发了凝胶聚合物电解质（GPE），一种半固体或半液体材料，作为锂电池的一种新的填充物。

传统的液体溶液具有高导电性的优势，这意味着它们可以更快地传输锂离子。另一方面，固体聚合物电解质具有更高的灵活性和更好的防火安全性。

研究人员表示，GPEs处于一种中间状态，因此结合了它们在导电性和安全性方面的优势。

GPEs是由纳米大小的二氧化硅和作为无机填料的纳米颗粒组成的，其中纳米纤维作为纳米颗粒的支撑基底。研究人员还用一种果冻状的材料来填补孔隙之间的空隙。

纳米二氧化硅和纳米颗粒可以增加导电性，因为它们刺激了锂和化学品中带电离子的运动。科学家们说，由果冻状材料填充的亚纳米多孔结构可以进一步增加离子的运动自由。

纳米颗粒还能增强GPE的防火安全，因为它们本质上不是易燃的。

而多孔的纳米纤维可以支持和增加电池内部结构的灵活性。

据研究人员说，所有这些特点使这种新型电解质具有额外的稳定性和性能。

李教授表示："我国正在率先开发高能量密度的电池，像比亚迪公司和当代安博科技这样的公司在这个领域做得很好。但电池爆炸和安全问题仍然是一个全球关注的问题。"

许多研究人员在不同的轨道上解决这个问题，并提供各种选择，包括用固体陶瓷或纳米复合材料取代电解质，而我们的凝胶聚合物电解质只是代表了其中一种材料。