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新型超薄三层陶瓷电解质 提高固态电池安全性和充电速度

作者:admin 时间:2020-03-23 09:05来源:未知

(图源:spectrum)

此类电解质共分三层,中心一层是薄且致密的氧化锂陶瓷(化学式为Li7La3Zr2O12),两侧是稍厚一点的多孔陶瓷层。多孔陶瓷层上的超薄氧化铝涂层,有助于进一步降低电阻。

盖世汽车讯 多年来,专家们一向将固态电池视为幻想的下一代电动汽车电池技巧。这种电池采取的是固态电解质,而不是易燃液体电解质,比今朝的锂离子电池加倍安然。并且,固态电池用锂金属负极代替石墨负极,所以寿命更长,重量更轻,可以达到10倍的能量密度。如今,福特、现代、日产、丰田和大年夜众等公司纷纷投资研究固态电池。

致密的中心层可以增加强度,防止陶瓷破裂;并且可以或许防止产生锂枝晶,让电池加倍安然。别的,多孔氧化铝涂层许可锂离子快速进入电解质。如今,锂离子电池中所产生的锂枝晶,可以或许刺穿薄薄的塑料隔板,造成短路风险。

Wachsman表示:“独特的构造和界面处理方法,有利于降低电阻。高电阻一向是固态电池的难题。”因为锂离子在电极和电解质之间传输顺畅,所以,电池的电流密度高达10mA/Cm2。并且,在几乎不产生枝晶的情况下,电池可以实现快速充电,“大年夜约须要5到10分钟。对固体电解质来说,这是前所未有的。”别的,该公司原型电池的能量密度约为300Wh/kg。今朝,商用锂离子电池的最大年夜能量密度为250wh /kg。

Wachsman和马里兰大年夜学能源立异研究所(University of Maryland Energy Innovation Institute)的研究人员,应用名为流延成型(tape casting)的传统陶瓷制造技巧,构建电解质构造,并进行高温烧结。研究团队之所以选择氧化物基陶瓷,而不是硫化物基陶瓷或玻璃、塑料电解质,是因为在最大年夜电压范围内,氧化物运行状况优胜,并且可以与锂金属负极和各类正极兼容。

据外媒报道,Ion Storage Systems公司推出稳定、致密的陶瓷电解质。这种电解质只有10微米厚,与今朝锂离子电池中应用的塑料隔板厚度雷同;并且与当前的液体电解质一样,可以传导锂离子。该公司首席履行官Eric Wachsman称,它克服了固态电池的两个关键问题:电解质电阻高和载流量低。

今朝,该公司正在其试点临盆线上临盆原型电池,如今已有几家客户有意合作。Wachsman称,假如进行大年夜范围贸易化临盆,电池的成本能知足美国能源部$100/kWh的请求。

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