德國于利希研究中心的科學家們設計出一種新型固態(tài)電池，只需不到1個小時就可以再次充滿電。

背景

鋰離子電池，已廣泛應用于各種智能硬件與移動電子產品，例如智能手機，智能手表、平板電腦、電動自行車、電動汽車等。然而，鋰離子電池一般采用的都是可燃性的液體電解質。在高溫條件下，這些電解液可能會引起燃燒，甚至發(fā)生爆炸，存在安全隱患。

為了解決鋰離子電池的安全隱患，除了改善鋰離子電池的自身設計（例如加入保護電路）之外，尋找替代品也是科學家們一直在研究的方法。固態(tài)電池成為了傳統鋰電池的一種候選的替代品，它的所有電極和電解質都由固態(tài)物質制成，即使被加熱到非常高的溫度，也不會著火。

但是，傳統的鋰離子電池采用的是液體電解質，它通常與電極接觸得非常好。通過它們粗糙的表面，電極就像海綿一樣吸收液體，制造出較大的接觸面積?？墒?，兩種固體原則上無法無空隙地結合在一起。電極與電解質之間的接觸電阻會相應地增高。因此，在固態(tài)電池的開發(fā)中，低電流被認為是最大的障礙之一。這也是為什么固態(tài)電池充電需要花費相對較長的時間，它一般充滿電需要10到12個小時。

創(chuàng)新

德國于利希研究中心能源與氣候研究所（IEK-9）的研究小組領頭人HermannTempel博士解釋道：“通過目前描述的設計理念，由于內部固態(tài)接口的問題，充放電電流只能非常小。這就是我們的設計理念起作用的地方，這個想法基于材料的有益組合。”

近日，德國于利希研究中心的科學家們設計出一種新型固態(tài)電池，只需不到1個小時就可以再次充滿電。

技術

HermannTempel解釋道：“為了允許最大可能的電流通過層的邊界，我們采用非常相似的材料來制造所有的元件。陽極、陰極與電解質都通過不同的磷酸化合物制成，使得充電率高于3C（質量比容量為50mAh/g）。這比文獻中找到的其他沖充電率值要高10倍。”

固態(tài)電解質作為穩(wěn)定的載體材料使用，磷酸鹽電極通過網印工藝應用到電解質的兩側。這項研究使用的材料價格合理，且相對易于加工。不同于傳統的鋰離子電池，新型固態(tài)電池幾乎不含有毒或有害物質。