南开研究生破解手机爆炸等难题 研究设计提升电池安全性

中新社天津11月24日电 (张道正 马超)随着三星Note7手机爆炸事件的持续发酵，手机硬件安全问题也引起大众关注。有专家表示，手机爆炸多因电池原因。

中新社记者24日从南开大学获悉，该校化学学院博士研究生张宁设计的“水系锌离子”电池科研成果可破解电动汽车、手机爆炸问题，使得锌离子电池的效能、安全性、稳定性等均有大幅提升和改进。

张宁介绍，锂离子电池已经广泛应用于人们的生产生活中，然而由于锂离子在正负极间穿梭脱嵌，易在负极表面形成针状金属锂即“锂枝晶”，从而刺穿隔膜造成内短路，加上易燃有机电解液的使用大大降低了锂电池的安全性。

此外，锂资源短缺且分布不均匀(主要集中在南美)，使锂离子电池价格不断攀升，这些不利于其在大规模储能领域的应用。但锌资源丰富廉价，同时水系电解液不存在易燃易爆隐患，其特点适合大规模储能体系，如智能电网。所以，张宁等人将研究目标锁定为水系锌离子电池。

南开博士研究生的这一研究针对“水系锌离子”电池设计出全新正极材料及电解液，首次将阳离子缺陷型锌锰氧化物(ZnMn2O4)用于正极，同时首次使用高浓度大阴离子电解液三氟甲烷磺酸锌(Zn(CF3SO3)2)，使得锌离子电池的效能、安全性、稳定性等均有大幅提升和改进，也降低了成本。

张宁坦言，这一水系锌离子电池目前并不完美，电池正极材料能量密度较低，约为锂离子电池正极材料的一半，因此目前更适用于大规模储能体系，而不太适用于便携电子设备。“未来工作，可以集中在开发高电压、高容量的正极材料，来提升电池的能量密度。”张宁说。

据悉，“水系锌离子”电池相关科研成果发表在材料与化学类龙头期刊《美国化学会志》，张宁为第一作者，其导师程方益研究员为通讯作者。该成果现已申请专利。(完)