固態電池又有新進展,半固態電解質或是現階段最好辦法

2020-12-20 氫雲鏈

關於固態電池的重要性,其實很多消費者都非常清楚,但卻一直沒有進展。看似只是把液態電解質換成固態電解質就能解決的問題,其實這其中的「門道」還真的不小。

固態電解質看似好處多多,其實問題還真的不小,電池是通過鋰離子來回移動做功。就好像一條魚,本來在魚缸裡遊得好好的,偏偏有人把水給抽乾了,還想讓它跟之前遊得一樣快,想想也不知道這是不可能的問題,不說原地蹦躂,就是想滾過去,也要一定的時間吧,這就是固態電解質需要解決的問題,鋰離子在固態電解質的移動速度慢了,而且有可能接觸不良,難以保證壽命。

這就是讓科研人員非常頭疼的問題,也造成了很大的分歧,目前已經有了硫化物、氧化物跟聚合物三條路線,但進展都非常緩慢,因此半固態電解質是比較折中的方案。

近日,新加坡的研究人員,開發了一種半固態電解質,可以提高鋰硫電池安全性,並且不影響電池性能。研究團隊設計出一種混合準固態電解質,將Li7La3Zr2O12 (LLZO)薄片製成可以吸收液體電解質的多孔膜。該團隊還開發了製備LLZO薄片的新方法,用於構建電解質框架,並將這種製作3D框架的一步法,命名為「紙杯蛋糕法」。

雖然本次的研究已經發表在了《納米能源》雜誌上,但依然不能太過樂觀,因為這還是在實驗室階段,想要被車企和電池供應商所認可,還需要經過反覆驗證,平衡各方面因素,才能得到運用。

相關焦點

  • 固態電解質電池具有怎樣的魅力呢
    由於應用端及政策層面對能量密度的要求不斷提升,三元電池成為主流技術路線的趨勢已不可逆轉。但時至今日,困擾三元電池的安全性仍然沒有得到很好的解決,就連號稱BMS做到全球最好的特斯拉,也是安全事故不斷,2017年僅國內就有兩輛Model S發生嚴重起火事件,三元電池的安全性仍然受到大家的質疑。 面對行業發展的痛點,行業專家、企業都在不斷尋找新的發展思路,電解液就是其中一個思路。
  • 重磅總結:固態電解質-從材料到電池
    >在固態電池設計中,選擇優秀固態電解質(SSE)的先決條件是高離子電導率、寬電化學窗口以及對正極和負極材料均具有良好的化學穩定性以及良好的機械性能。綜合考慮以上因素,發現目前大多數經過充分研究的固態電解質難以同時滿足所有這三個標準。而在不同類型的固態電解質中,石榴石型Li7La3Zr2O12(LLZO)固態電解質因其具有高離子電導率(10-4至10-3 S / cm)、對鋰金屬具有良好的穩定性,較大的電化學窗口以及良好的環境處理性,自2007年發現以來,隨著認識不斷加深,逐漸被認為是固態電池最有前途和最重要的電解質之一。
  • 上海矽酸鹽所在新型氟基固態電解質研究方面取得進展
    上海矽酸鹽所在新型氟基固態電解質研究方面取得進展 2020-03-16 上海矽酸鹽研究所 【近日,中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員李馳麟帶領的研究團隊在氟基固態電解質方面取得進展,開發出一種納米複合結構的開框架富鋰相氟基固態電解質Li3GaF6,並實現了對固態電池的成功驅動,相關成果發表在國際能源/材料類期刊Energy Storage Mater., 2020, 28, 37-46.上。
  • 全固態鋰離子電池正極界面的研究進展
    全固態鋰離子電池正極界面的研究進展 鋰電聯盟會長 發表於 2021-01-06 14:34:23 第一部分:前言統鋰離子電池的有機液態電解質在高溫下極易起火,造成電池熱失控,具有較大安全隱患;同時,由於金屬鋰負極在電解液中極易產生枝晶
  • 液態電解質變成固態就是固態電池,其實並沒有這麼簡單
    眾所周知,現在只所以發力發展固態電池,不僅考慮到了安全的問題,同時也有能量密度的因素,但很多人對能量密度的提升,僅限於是固態電解質肯定比水更輕,而且對散熱系統的要求也沒那麼高,本身的重量下降了,自然能量密度就提高了。然而,固態電解質帶給電池的改變,其實並沒有那麼簡單。
  • 中科院青島能源所開發出多體系硫化物固體電解質及高性能固態電池
    圖1 多功能固態電解質應對高能金屬基電池複雜性帶來的挑戰含鍺(Ge)硫化物固體電解質(2011年由日本東京工業大學,菅野了次教授發明)由於其獨特的三維網狀晶體結構,鋰離子可以沿C軸一維傳導,從而獲得高達10-2S cm-1的離子電導率,已經可以媲美甚至超過液體電解質的離子電導率。
  • NaSnPSe:新型鈉固態電解質應用於全固態鈉電池
    一、研究背景全固態鈉電池開發的關鍵在於鈉固態電解質,而硫化物固態電解質,尤其是三元鈉硫化物體系具有潛在的高室溫離子電導率,具有非常高的研究價值和應用前景。5、NaSnPSe電池性能正極為TiS2,採用Na3PS4電解質防止電解質對Na-Sn合金不穩定;測試條件:1.5-2.5V,12mA/g;可逆容量85mAh/g,1C=240mA/g,在1C下,容量只有23mAh/g。
  • 降成本+提升鋰離子導電率 東京工業大學研發無鍺固態電解質
    蓋世汽車訊 據外媒報導,東京工業大學(Tokyo Institute of Technology)的研究人員研發了一項新技術方案——無鍺固態電解質,可降低固態鋰電池的成本,並致力於將該項技術應用到電動車、通信及其他行業中。
  • 三星公布固態電池進展:電池體積縮小50% 續航可達800km
    三星公布固態電池進展:電池體積縮小50% 續航可達800km 新車評網  作者:關鍵詞:   三星   固態電池   進展 日前,期刊Nature Energy上三星高等研究院和三星日本研究所聯合發表了固態電池最新進展。
  • 固態電池進展如何?豐田和這臺灣廠商,領先一眾車企
    2、輝能半固態鋰電池初步具備小批量生產能力近日,輝能CEO在某論壇上透漏了最新電池技術進展。通過論壇信息,我們可以看到目前輝能所謂固態電池並非全固態電池,而是採用添加少量有機電解液的半固態電池。添加少量有機電解液,可以大幅改善界面接觸問題,使得電池性能幾乎達到液態電池水平,同時在安全性、高低溫性能、散熱等方面還具有明顯優勢。這種半固態電池解決了目前液態鋰電池安全問題,但沒有解決能量密度問題。由於負極不能採用金屬鋰,其能量密度將不會有領先優勢。
  • 對比三元鋰電池、刀片電池,豐田固態電池有什麼優勢?
    看到這裡,你是不是也納悶固態電池究竟是何方神聖,比起現在主流的三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池,豐田的固態電池到底有什麼優勢?先回答第一個問題:固態電池究竟是何方神聖?固態電池大多數時候指的是固態鋰電池。我們都知道傳統鋰電池,是由正極、隔膜、負極,再灌上電解液製造而成,而固態鋰電池,簡單來說就是電池裡面沒有氣體、液體,所有材料都以固態形式存在,用固態電解質代替隔膜和電解液。據悉,目前有三種主流固態電解質,聚合物、氧化物、硫化物。而豐田所走的技術路線採用的固態電解質便是硫化物,這種固態電解質各項參數都不錯,電導率較高,接近電解質,而且界面較為穩定。
  • 全固態鋰金屬電池近期研究成果及國內電池供應商布局
    鋰金屬電池是下一代最具前景的高能量密度存儲設備之一。然而,鋰金屬在循環過程中產生的枝晶可刺破隔膜,引起電池短路甚至爆炸。採用固態電解質代替易燃的液態電解質可從根本上解除鋰金屬電池的安全隱患。固態鋰電池是一類使用固體電極材料和固體電解質材料的鋰電池。與液態鋰電池,混合固液鋰電池不同,固態鋰電池的電池單體中不含有任何液體電解質、液態溶劑及液態添加劑。
  • 輝能固態電池的解決方案和最新產業化進展
    打開APP 輝能固態電池的解決方案和最新產業化進展 高工鋰電 發表於 2020-12-24 09:45:11 要想將動力電池能量密度和安全提升一個量級,固態電池就是必然要攻克下的一個關鍵「山頭」。 瞄準於此,以輝能科技為代表的一大批等國內外固態電池企業不斷實現技術突破,並在產能規劃、裝車配套及融資等多領域加速布局,提前搶佔固態電池市場高地。 近期,包括通用、現代、福特、寶馬等多家國際車企的主力電動車型都因動力電池安全問題接連出現召回。
  • 中國科學家首次研製出尼龍固態電解質—新聞—科學網
    近日,尼龍固態電解質在中國科學院青島生物能源與過程研究所首次研製成功。4月2日,該所崔光磊研究員團隊的這項研究成果在線發表於《先進功能材料》。 「這項工作簡單來說,就是重新設計了傳統經典聚合物尼龍6的結構,使其具有離子傳導性。」崔光磊表示,他們用高濃度的鋰鹽水溶液,破壞了尼龍6中的豐富的氫鍵網絡,並使其再生為以陰陽離子締合形式橋接的交聯結構。
  • 上海矽酸鹽所陶瓷基鋰氟轉換固態電池研究取得進展
    以固態電解質取代電解液作為鋰離子傳輸導體,可以提高電池的安全性和穩定性,並擴大鋰金屬電池應用的溫度範圍。其中陶瓷基石榴石型(Garnet-type)固態電解質是很好的選擇,近年來出現的摻雜鋰鑭鋯氧(Li7La3Zr2O12,LLZO)固態電解質具有室溫離子電導率高
  • 我們已經知道誰想要Goodenough的固態電池
    我們已經知道誰想要Goodenough的固態電池我們不希望如此,但是那肯定是很快的。魁北克水電公司於1月31日宣布,它將幫助獲得John B. Goodenough和Maria Helena Braga開發的創新型固體玻璃電解質的專利許可。2月4日,它告知戴姆勒公司的子公司梅賽德斯·奔馳公司將幫助其開發固態電池技術。
  • CES迎固態電池 它將成為電動車未來的BUG?
    想了解固態電池,就得先知道我們身邊常用的液體電解質鋰電池是怎麼個工作原理。說起來很簡單,業內把它稱為「搖椅式電池」,搖椅的兩端可以被看作是電池的正、負極,而中間的部分就是液態電解質。固態電解質本身是不可燃、無腐蝕、不揮發的,並且不存在液態電解質的漏液問題。此外,由於無需隔膜隔開正負極,所以不會因出現鋰枝晶而刺破隔膜導致短路。所以,固態電池可以在更高溫(可長期在60-120°C溫度下)、更大電流、更高電壓下工作,較液態電解質鋰電池應用範圍更加廣泛。 人無完人,任何事物也不可能是完美無缺的,這種有點像BUG的電解液結構難道就沒有技術壁壘嗎?
  • 華僑大學在全固態鋰硫電池研究取得重要進展
    近年來全固態儲能電池因其高安全性和高能量密度而被廣泛關注,其核心問題之一在於設計高性能的固態電解質。傳統的聚合物固態電解質主要是基於碳基分子結構,陳課題組報導了一種新型的基於聚硫(-S-S-)的聚合物固態電解質。該電解質利用價格低廉的單質硫聚合而成,具有方法簡單、價格低廉等優點。同時,其導電機理與傳統聚合物電解質有顯著區別,具有較高的離子電導率(室溫電導率2.33×10-4 S/cm)。
  • 蓄能提升50% 中外重金布局固態電池
    吉野彰對第一財經記者表示:「我認為固態電池代表了未來的一個方向,固態電池在基礎研發方面已經取得了重大的突破性進展,而對於大規模量產的研發技術也正在進步。」固態電池是採用固態電解質的鋰離子電池,由於固態電解質取代了傳統鋰離子電池中可能燃爆的有機電解液,解決了高能量密度和高安全性能兩大難題。
  • 蓄能提升50%,中外重金布局固態電池
    吉野彰對第一財經記者表示:「我認為固態電池代表了未來的一個方向,固態電池在基礎研發方面已經取得了重大的突破性進展,而對於大規模量產的研發技術也正在進步。」固態電池是採用固態電解質的鋰離子電池,由於固態電解質取代了傳統鋰離子電池中可能燃爆的有機電解液,解決了高能量密度和高安全性能兩大難題。