固態(tài)電池為什么更安全可靠？不含易燃液體是關(guān)鍵所在！
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-28 23:06
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科學(xué)家開發(fā)出一種新的固態(tài)電池。它的特點：它有一個由純鋰制成的陽極。堿金屬被認為是理想的電極材料，因為它實現(xiàn)了最高的能量密度。但由于金屬具有很強的反應(yīng)性，因此尚未用作陽極。然而，研究人員通過使用另外兩層新型聚合物來欺騙這種性質(zhì)。這些層保護電池的陶瓷電解質(zhì)，從而防止金屬以破壞性方式沉積。在實驗室測試中，數(shù)百次充電循環(huán)是可能的，而細胞不會顯著損失容量。
預(yù)計將來有重大意義
固體電池被認為是未來的重要發(fā)展。它們的特殊優(yōu)點是固態(tài)電池不含任何可能泄漏或著火的液體。因此，與目前的液體電解質(zhì)鋰離子電池相比，它們更安全，更可靠，更耐用。同時，固態(tài)電池有可能在相同的空間內(nèi)存儲更多的能量而且重量更輕。因此，預(yù)計該技術(shù)可以幫助各個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。可能的應(yīng)用場景包括電動交通，但也可以考慮醫(yī)療和空間技術(shù)中的小眾應(yīng)用。
研究人員的目標是擴大人們對固態(tài)電池的概念，使得鋰陽極可以穩(wěn)定運行，已經(jīng)實現(xiàn)了這一目標。在實現(xiàn)最高可能的能量密度時，鋰作為陽極被認為是首選材料。因為最輕的金屬也是所有化學(xué)元素中最具電負性的。
新型固態(tài)電池的兩個電極的能量密度均為460Wh/kg。與目前的鋰離子電池相比，這是一個非常好的價值。此外，該設(shè)計還有其他優(yōu)點。與使用液體電解質(zhì)的傳統(tǒng)鋰離子電池相比，固態(tài)電池對溫度的敏感性要低得多。這意味著它們不需要任何溫度管理裝置，例如先前在電動車中使用的裝置，這應(yīng)該可以節(jié)省額外的重量。
聚合物薄膜作為保護層
通過在陽極和電解質(zhì)之間安裝聚合物膜，可以使用由純鋰制成的陽極。充電時，純鋰往往會形成不受控制的過量。這些所謂的枝晶可以使電池短路或機械破壞它。因此，在今天的鋰離子電池的陽極中，鋰原子儲存在儲存介質(zhì)中，通常是石墨。這使電極和整個電池的重量增加了許多倍。
聚合物起到保護層的作用，首先可以使用鋰陽極。它可以防止陶瓷電解質(zhì)與陽極上的金屬鋰直接接觸。這可以防止陶瓷電解質(zhì)中的枝晶形成和化學(xué)變化等有害過程損害電池的功能。實驗室的初步測試已經(jīng)成功?？梢詸z測到超過500次充電和放電循環(huán)，同時幾乎沒有任何性能損失。
預(yù)計將來有重大意義
固體電池被認為是未來的重要發(fā)展。它們的特殊優(yōu)點是固態(tài)電池不含任何可能泄漏或著火的液體。因此，與目前的液體電解質(zhì)鋰離子電池相比，它們更安全，更可靠，更耐用。同時，固態(tài)電池有可能在相同的空間內(nèi)存儲更多的能量而且重量更輕。因此，預(yù)計該技術(shù)可以幫助各個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。可能的應(yīng)用場景包括電動交通，但也可以考慮醫(yī)療和空間技術(shù)中的小眾應(yīng)用。
研究人員的目標是擴大人們對固態(tài)電池的概念，使得鋰陽極可以穩(wěn)定運行，已經(jīng)實現(xiàn)了這一目標。在實現(xiàn)最高可能的能量密度時，鋰作為陽極被認為是首選材料。因為最輕的金屬也是所有化學(xué)元素中最具電負性的。
新型固態(tài)電池的兩個電極的能量密度均為460Wh/kg。與目前的鋰離子電池相比，這是一個非常好的價值。此外，該設(shè)計還有其他優(yōu)點。與使用液體電解質(zhì)的傳統(tǒng)鋰離子電池相比，固態(tài)電池對溫度的敏感性要低得多。這意味著它們不需要任何溫度管理裝置，例如先前在電動車中使用的裝置，這應(yīng)該可以節(jié)省額外的重量。
聚合物薄膜作為保護層
通過在陽極和電解質(zhì)之間安裝聚合物膜，可以使用由純鋰制成的陽極。充電時，純鋰往往會形成不受控制的過量。這些所謂的枝晶可以使電池短路或機械破壞它。因此，在今天的鋰離子電池的陽極中，鋰原子儲存在儲存介質(zhì)中，通常是石墨。這使電極和整個電池的重量增加了許多倍。
聚合物起到保護層的作用，首先可以使用鋰陽極。它可以防止陶瓷電解質(zhì)與陽極上的金屬鋰直接接觸。這可以防止陶瓷電解質(zhì)中的枝晶形成和化學(xué)變化等有害過程損害電池的功能。實驗室的初步測試已經(jīng)成功?？梢詸z測到超過500次充電和放電循環(huán)，同時幾乎沒有任何性能損失。
