日本開發出超離子固態鋰電池

2020-11-25 OFweek維科網

　　據美國物理學家組織網8月4日（北京時間）報導，一個日本研究小組開發出一種能像電解液一樣產生電流的固態電介質，並用其製造出了固態鋰電池，其導電性可達到現有液態鋰離子電池的水平。研究人員表示，由於固體更緊密堅固，這種高導電性的固態鋰電池能在更寬的溫度範圍下供電，抵抗物理損傷和高溫的能力更強。相關研究發表在《自然·材料學》上。

　　鋰離子電池由於能效密度高、再充性能好、使用損耗小等優點，普遍用於消費電子領域和電動汽車。目前高能效、高密度的化學電池只能靠液態電介質才能實現，而液態介質比較脆弱，需要給電池附加多重安全防護措施，這就使得大型電池系統既複雜又昂貴。而現有的固體電介質實際電導率很低，只能達到液態電解液的十分之一左右，對溫度變化較敏感，工作溫度限制在了50℃到80℃範圍。

　　研究小組開發的稱為鋰超離子導體（Li10GeP2S12）的新材料，仍然用鋰作離子導體，但給它們塗了一層晶體結構層，天然晶格就成了允許離子通過的小孔，外層結構生成了讓離子能夠運動的通道。他們對這種固態鋰電池進行了測試，發現其在導電性能上達到了現有液態鋰離子電池的水平，而且新電池能在-100℃到100℃之間的溫度範圍內工作。

　　研究人員指出，這種固態電介質電池在製造上易於成型、模壓和組裝，製造工藝更加簡單而廉價，穩定性好不揮發。如果大量生產有望降低消費型電子設備的價格，尤其是在電池就佔了近一半成本的電動汽車領域。

　　總編輯圈點

　　研究表明，電動汽車的能源效率已超過汽油機汽車。特別是在城市運行，汽車走走停停，行駛速度不高，電動汽車更加適宜。然而，電動汽車推廣起來並不順暢，這與其充電電池不無關聯。作為現代高性能電池的代表，鋰離子電池具有可快速充放電、充電效率高等諸多優點，但目前靠液態電介質才能實現的大型電池系統複雜且昂貴，好在日本科研人員製造出的固態鋰電池，製造工藝簡單而廉價，這或將成為電動汽車普及應用的一大推手。

 

 

--來源：科技日報

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