■中大新型電解液通過燃燒安全測試。 中大供圖製水系電解液 不易燃毒性低電壓穩 材料成本減95%
護膚霜除了可以令人容光煥發外，原來亦有可能讓大家充滿「電力」。中文大學的研究團隊利用一種護膚霜常用成分，研發了一款水系鋰離子電池電解液，令材料成本可降低最多達95%，加上不易燃、毒性低，相對環保，更能提供穩定的電壓。有關研究結果已刊登於國際期刊《自然材料》。■香港文匯報記者 高鈺
人們日常生活愈來愈依賴各類電子產品，使用的鋰離子電池可提供相對穩定的電量，且可再充電重複使用。不過，鋰離子電池之主要成分是有機電解液，含有毒性及高度易燃，故不時會出現電池過熱起火事故，引起安全隱患。
針對此一情況，中大機械與自動化工程學系副教授盧怡君領導的團隊，自2018年起研究上述提高電池安全性的方法，項目並獲研資局約80萬元資助。
盧怡君指出，鋰離子電池中的有機電解液，即使經過多年改良，仍然含有毒性及高度易燃，有可能引發致命事故。由於水的特質可解決易燃問題，故近年科學界致力研究以水系電解液取代傳統有機電解液，「但水系鋰離子電池的電壓和能量密度受到水電解限制，當電壓高於1.23伏特，電解液中的水分子便會分解為氫氣及氧氣，大大影響電池運作及電壓輸出穩定。」
至於增加水系電池電壓的新興做法，是利用高濃度鋰鹽製造人工固體電極介面及減少自由水含量，可改善水的穩定性，但使用高濃度鋰鹽會令成本大增及有高毒性的問題。
為解決該困局，盧怡君的研究團隊在先前對水系鋰離子電池的研究基礎上，利用生物界「分子擁擠」（molecular crowding）現象，希望以毒性低的材料作為水系電解液的穩定劑，以大幅減少電解液有毒鋰鹽或離子化合物的濃度。
研究人員利用護膚霜和潤滑劑常用的原料「聚乙二醇」取代高濃度鋰鹽或離子化合物，在電解液擬造出「分子擁擠」現象，以抑制水分子活性，並成功研發新一款的鋰離子電池電解液。
技術申專利 料5年內應市
在低鋰鹽濃度下，新款電解液的穩定電壓視窗達到3.2伏特，能充放電300次，效能與傳統鋰電池及水系電解液鋰電池接近，但新款電解液不易燃燒，更為安全。盧怡君指出，以往的水系電解液鋰電池中有80%至85%重量都是鋰鹽，成本約為每公斤7美元至20美元，新款電解液將鋰鹽重量佔比降至30%至35%，成本可減至每公斤約1美元，即便宜八成半至九成半，而且棄置時更為環保。
團隊已為技術申請專利，未來的目標是將電解液的穩定電壓視窗提升至4伏特或4.5伏特，並提升電解液的穩定性、改善電極等，料3年至5年內可以推出巿場。