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【加拿大都市網】美國田納西州的橡樹嶺國家實驗室(ORNL)已經想出了一個可能產生重大影響的小調整方法。通過對一種固態電池的製造方式進行小的改變,科學家們成功地消除了電解質薄膜中的缺陷,為更安全和更高效的電池開闢了道路。
固態電池(Solid-state batteries)有很大的前景。與目前的鋰離子電池(lithium-ion batteries)不同,固態電池不包含易燃液體,而易燃液體是一個主要的缺點,筆記本電腦和電動汽車爆燃的故事說明了這一點。固態電池的毒性也較低,具有更高的能量密度,充電速度更快,並能在更多的充電周期中存活而不發生變質。
問題是,與液體電池相比,製造這種電池既困難又昂貴,其中一個主要挑戰是作為電池關鍵的電解質薄膜的缺陷。薄膜中形成的微小氣泡阻礙了離子在電極之間的移動,減慢了充電和一般操作速度。
一種電解質薄膜是由反過氧化物(Li2OHCl)製成的,其中材料的顆粒被壓製成片狀。這些經常產生不良的缺陷,降低了效率。為了克服這個問題,橡樹嶺團隊「增加了加熱壓片的步驟,然後讓電解質在壓力下冷卻」。結果是一種沒有氣泡、表面氮富集度更高的薄膜,其導電性能也提高了近1000倍,臨界電流密度提高了近50%,並且親鋰性更好,這是固態電池穩定性的一個關鍵因素。
據研究人員稱,新的調整不僅提高了性能,還為能夠在工業規模上加工固體電解質打開了大門,因為工程師將對加工過程有更多的控制。
首席研究員Marm Dixit說:「這是同樣的材料,你只是改變了你的製造方式,同時在許多方面改善了電池的性能。」
圖片:ORNL
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