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相同材料仅微调制程,成功打造更有效的固态电池电解质

2023-6-12 未解之谜网

同样的材料、不同的制造方式,就会有截然不同的效果,美国科学家微调了一下固态锂离子电池的制造方法,便改变原有电池电解质的缺点,有望打造更安全与高效的锂固态电池技术。

锂固态电池与目前常见的锂离子电池不同,固态电池顾名思义不含易燃电解质液体,因此手机、笔记型电脑、电动车都有较低的爆炸起火风险,毒性也较低,能带来更高的能量密度,充电速度更快,并且充电周期更长也也不易退化。但固态电池至今尚未规模商业化,也有原因。

固态电池技术困难成本又高,其中一个挑战就是电解质薄膜的气穴会带来缺陷,所使用的反钙钛矿(Li2OHCl)电解质薄膜,是由材料颗粒挤压形成薄薄一片薄膜,其中的微小气泡会阻止锂离子在阴阳电极间移动,降低效率让电池不能好好运作。

但现在美国橡树岭国家实验室(ORNL)藉由在电解质制程增加一个步骤,成功解决问题。先将电解液涂在压力机,随后加热压力机,然后让电解液在压力下冷却,打造没有气泡的薄膜,也让表面氮更浓缩。

最后电池电解质薄膜导电度成功提高近 1,000 倍,临界电流密度提高近 50%,亲锂性更好,这也代表固态锂电池能更稳定。研究人员指出,这一番调整不仅提高电池性能,还能够在工业规模上处理固体电解质,首席研究员 Marm Dixit 表示,透过相同的材料,只要改变制造方式,就能在多方面提高电池性能。

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