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固态电池性能有望全面提升!只需在制造过程中加一步……


【资料图】

财联社6月13日讯(编辑 黄君芝)众所周知,固态电池的电解质由固体材料而不是液体材料组成,这使其在未来的能量存储应用中具有巨大的潜力,不过这类电池还存在一些瓶颈丞待解决。

有鉴于此,美国橡树岭国家实验室(ORNL)提出了一个可能产生重大影响的“小调整”。通过对一种固态电池的制造方法做一个小小的改变,科学家们设法消除了电解质膜中的缺陷,为制造更安全、更高效的电池开辟了道路。

固态电池前景广阔。与目前的锂离子电池不同,前者不含易燃液体,而且毒性更小,能量密度更高,充电速度更快,充电周期更长而不会退化。

问题是,与液体电池相比,制造这种电池既困难又昂贵,其中一个主要挑战是电解质膜的缺陷。薄膜中形成的微小气泡阻止离子在电极之间移动,会产生减慢充电速度等不良影响。

科学家们解释称,一种电解质薄膜是由反钙钛矿(Li2OHCl)制成的,其中材料的颗粒被压在一起成片,而这些通常会产生降低效率的不良缺陷。

为了克服这个问题,ORNL的研究小组在制造过程中增加了加热压机的步骤,然后让电解质在压力下冷却。这样做的结果是,薄膜没有气泡,表面氮富集程度更高,导电性提高了近1000倍,临界电流密度提高了近50%,亲锂性也更好,这是固态电池稳定性的关键因素。

根据研究人员的说法,新的调整不仅提高了性能,而且还为在工业规模上加工固体电解质打开了大门,因为工程师将对这一过程有更多的控制。最新研究成果已于近期发表在了《美国化学学会能源快报》上。

首席研究员Marm Dixit说:“这是同样的材料,你只是改变了制造它的方法,同时在许多方面提高了电池的性能。”

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