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世界熱頭條丨固態(tài)電池性能有望全面提升!只需在制造過(guò)程中加一步……

2023-06-13 17:02:43 來(lái)源:科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)


(資料圖片僅供參考)

財(cái)聯(lián)社6月13日訊(編輯 黃君芝)眾所周知,固態(tài)電池的電解質(zhì)由固體材料而不是液體材料組成,這使其在未來(lái)的能量存儲(chǔ)應(yīng)用中具有巨大的潛力,不過(guò)這類電池還存在一些瓶頸丞待解決。

有鑒于此,美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)提出了一個(gè)可能產(chǎn)生重大影響的“小調(diào)整”。通過(guò)對(duì)一種固態(tài)電池的制造方法做一個(gè)小小的改變,科學(xué)家們?cè)O(shè)法消除了電解質(zhì)膜中的缺陷,為制造更安全、更高效的電池開辟了道路。

固態(tài)電池前景廣闊。與目前的鋰離子電池不同,前者不含易燃液體,而且毒性更小,能量密度更高,充電速度更快,充電周期更長(zhǎng)而不會(huì)退化。

問(wèn)題是,與液體電池相比,制造這種電池既困難又昂貴,其中一個(gè)主要挑戰(zhàn)是電解質(zhì)膜的缺陷。薄膜中形成的微小氣泡阻止離子在電極之間移動(dòng),會(huì)產(chǎn)生減慢充電速度等不良影響。

科學(xué)家們解釋稱,一種電解質(zhì)薄膜是由反鈣鈦礦(Li2OHCl)制成的,其中材料的顆粒被壓在一起成片,而這些通常會(huì)產(chǎn)生降低效率的不良缺陷。

為了克服這個(gè)問(wèn)題,ORNL的研究小組在制造過(guò)程中增加了加熱壓機(jī)的步驟,然后讓電解質(zhì)在壓力下冷卻。這樣做的結(jié)果是,薄膜沒(méi)有氣泡,表面氮富集程度更高,導(dǎo)電性提高了近1000倍,臨界電流密度提高了近50%,親鋰性也更好,這是固態(tài)電池穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。

根據(jù)研究人員的說(shuō)法,新的調(diào)整不僅提高了性能,而且還為在工業(yè)規(guī)模上加工固體電解質(zhì)打開了大門,因?yàn)楣こ處煂?duì)這一過(guò)程有更多的控制。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)能源快報(bào)》上。

首席研究員Marm Dixit說(shuō):“這是同樣的材料,你只是改變了制造它的方法,同時(shí)在許多方面提高了電池的性能?!?/p>

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