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新型超薄三層陶瓷電解質 提高固態電池安全性和充電速度


來源:蓋世汽車網

[導讀]  這種電解質只有10微米厚,與目前鋰離子電池中使用的塑料隔板厚度相同;并且與當前的液體電解質一樣,可以傳導鋰離子。

中國粉體網訊  多年來,專家們一直將固態電池視為理想的下一代電動汽車電池技術。這種電池采用的是固態電解質,而不是易燃液體電解質,比目前的鋰離子電池更加安全。而且,固態電池用鋰金屬負極取代石墨負極,所以壽命更長,重量更輕,可以達到10倍的能量密度。現在,福特、現代、日產、豐田和大眾等公司紛紛投資研究固態電池。


據外媒報道,Ion Storage Systems公司推出堅固、致密的陶瓷電解質。這種電解質只有10微米厚,與目前鋰離子電池中使用的塑料隔板厚度相同;并且與當前的液體電解質一樣,可以傳導鋰離子。該公司首席執行官Eric Wachsman稱,它克服了固態電池的兩個關鍵問題:電解質電阻高和載流量低。


此類電解質共分三層,中間一層是薄且致密的氧化鋰陶瓷,兩側是稍厚一點的多孔陶瓷層。多孔陶瓷層上的超薄氧化鋁涂層,有助于進一步降低電阻。


致密的中間層可以增加強度,防止陶瓷破碎;而且能夠防止產生鋰枝晶,讓電池更加安全。另外,多孔氧化鋁涂層允許鋰離子快速進入電解質。現在,鋰離子電池中所產生的鋰枝晶,能夠刺穿薄薄的塑料隔板,造成短路風險。


Wachsman和馬里蘭大學能源創新研究所(University of Maryland Energy Innovation Institute)的研究人員,利用名為流延成型(tape casting)的傳統陶瓷制造技術,構建電解質結構,并進行高溫燒結。研究團隊之所以選擇氧化物基陶瓷,而不是硫化物基陶瓷或玻璃、塑料電解質,是因為在最大電壓范圍內,氧化物運行狀況良好,而且可以與鋰金屬負極和各類正極兼容。


目前,該公司正在其試點生產線上生產原型電池,現在已有幾家客戶有意合作。Wachsman稱,如果進行大規模商業化生產,電池的成本能滿足美國能源部$100/kWh的要求。


(中國粉體網編輯整理/漫道)

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