阿爾伯塔大學的工程研究人員開發了一種方法，顯著提升水基可充電電池的性能，使其成為比傳統鋰離子電池更安全且更具經濟性的替代品。
水基電池自19世紀以來就存在，鉛酸電池是1859年發明的著名例子，至今仍廣泛用於啟動內燃機車輛。然而，水基電池長期以來面臨著低能量密度、有限電壓和儲存容量不足等嚴重限制，這些缺陷使它們無法為電動車供電或為可再生能源（如太陽能或風能）提供可靠的儲存。
相比之下，鋰離子電池擁有高能量密度、快速充電、長壽命和輕量化等優勢，但也伴隨著潛在的火災或爆炸風險。現在，材料科學家王小雷和博士生徐志霄來自該大學化學與材料工程系，表示他們在縮小性能差距方面取得了突破。
他們的研究詳細介紹了一種重新設計的電極結構，提升了水基電池的關鍵性能指標，包括能量密度、充電速度和使用壽命。王小雷解釋道：「水基電池更便宜，因為只使用水，且易於處理，不具毒性或易燃性，但性能一直是挑戰。」
水基電池通常面臨電導率差的問題，為了彌補，通常會添加額外的碳，但這會減少實際儲能材料的空間，進一步限制電池的能量容量。王小雷的團隊通過重新設計電池的電極——能量儲存的組件來解決這一問題。與依賴有機溶劑的鋰離子電池不同，水基電池使用水基電解液在陰極和陽極之間傳遞電流。
通過開發所謂的加壓有機電極，該團隊實現了顯著的增強：化學反應性、電導率、熱穩定性、機械強度和粘附性均有所提升。王小雷表示：「因此，它們充電更快，壽命更長，儲存的能量也更多，現在幾乎超越了所有其他有機電池。」
目前，該團隊已經展示了這項技術，使用了硬幣大小的電池和約小三明治袋大小的較大原型。儘管實驗室結果令人鼓舞，但王小雷承認，將其擴大到更大電池格式仍然是一個關鍵挑戰。下一步是尋找行業合作夥伴，以幫助將這項技術擴展到實際應用中。
該大學團隊目前正在尋求商業合作夥伴，以將其加壓有機電極設計推向市場，這標誌著在尋求更安全、可擴展的儲能解決方案方面邁出了潛在的一步。
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