據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)首爾漢陽(yáng)大學(xué)（Hanyang University）的研究人員，研發(fā)一種鋰金屬電池（LMB），具體來(lái)說(shuō)是Li／NCM電池。他們表示，這種電池在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行要求，性能優(yōu)于以往文獻(xiàn)中提到的鋰金屬電池。新的LMB支持快速充電，同時(shí)提供高能量密度。

鋰金屬具有3860mAh/g的理論容量，是高能量密度儲(chǔ)能電池的理想負(fù)極材料。然而，應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，LMB需要適應(yīng)實(shí)際運(yùn)行條件。如果對(duì)電池進(jìn)行快速充電，通常會(huì)加速有害鋰枝晶的生長(zhǎng)，加劇鋰金屬負(fù)極與電解質(zhì)之間的寄生反應(yīng)。在快速充電和高活性物質(zhì)負(fù)載狀態(tài)下，鋰枝晶的生長(zhǎng)導(dǎo)致循環(huán)效率降低，從而阻礙LMB在電動(dòng)汽車(chē)中的使用。

漢陽(yáng)研究小組采用改性有機(jī)電解質(zhì)，并對(duì)鋰金屬進(jìn)行預(yù)處理，在鋰負(fù)極表面形成穩(wěn)固的固態(tài)電解質(zhì)界面層。對(duì)鋰金屬負(fù)極進(jìn)行LiNO3預(yù)處理后，在負(fù)極表面會(huì)形成一層富含Li2O的SEI膜，從而提供必要的機(jī)械強(qiáng)度，防止SEI層過(guò)早被擊穿。

結(jié)合摻鋁全濃度梯度Li［Ni0．75Co0．10Mn0．15］O2正極，研究人員構(gòu)建了一種LMB，其面積容量為4．1 mAh/cm 2，在3.6 mA/cm2的高電流密度下，可穩(wěn)定循環(huán)300次以上，這是前所未有的。在袋型電池中循環(huán)500次后，這種LMB能夠保持90％的初始容量。研究人員表示：“我們認(rèn)為，這項(xiàng)研究是LMB設(shè)計(jì)里程上的重要一步，可以有效穩(wěn)定鋰金屬表面。此外，這項(xiàng)工作還重新提出，在LMB實(shí)際應(yīng)用中，選擇最佳正極材料的重要性。”

美國(guó)喬治亞理工學(xué)院(Georgia Institute of Technology)的科學(xué)家利用x射線(xiàn)成像技術(shù)觀察了固態(tài)鋰電池中形成的裂紋。他們說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)改變了人們對(duì)固態(tài)電池性能的理解，并可能形成更耐用的系統(tǒng)

固態(tài)電池有著為當(dāng)今鋰離子技術(shù)提供更安全、更小的替代品的潛力，全世界的研究小組正在努力幫助該技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

佐治亞理工學(xué)院的科學(xué)家們有一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，有助于將這類(lèi)研究推向正確的方向。該團(tuán)隊(duì)制造了一種固態(tài)電池，在兩層鋰之間用固態(tài)陶瓷層作為電解質(zhì)，然后他們使用x射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)——一種類(lèi)似于醫(yī)學(xué)上使用的CT掃描技術(shù)來(lái)觀察其在充放電過(guò)程中的反應(yīng)和降解。

研究人員說(shuō)，“弄清楚如何讓這些堅(jiān)固的部件組合在一起并在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)良好并不容易。”“我們正在研究如何設(shè)計(jì)這些固體部件之間的接口，讓它們盡可能長(zhǎng)時(shí)間地使用。”

液態(tài)鋰離子電池（左） 固態(tài)鋰離子電池（右）

該研究結(jié)果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)能源通訊》(ACS Energy Letters)雜志上的《固態(tài)電池電解液的化學(xué)力學(xué)降解可視化》(Visualizing Chemomechanical Degradation of a Solid-State Battery Electrolyte)論文中，論文闡明了電解質(zhì)層在幾天內(nèi)如何開(kāi)始形成裂紋從而導(dǎo)致對(duì)離子流的阻力增加。

研究人員說(shuō)，此前，人們認(rèn)為金屬鋰和電解質(zhì)界面的化學(xué)反應(yīng)是導(dǎo)致電池退化的原因，而不是電池內(nèi)部的裂紋。但他們通過(guò)成像了解到，在這種特殊的材料中，不是化學(xué)反應(yīng)本身有問(wèn)題，它們不會(huì)影響電池的性能，而是細(xì)胞的斷裂破壞了細(xì)胞的性能。

研究人員表示，他們的發(fā)現(xiàn)可能也適用于替代固態(tài)電池的化學(xué)成分。在普通鋰離子電池中，我們使用的材料決定了我們可以?xún)?chǔ)存多少能量。純鋰的容量最大，但它與液體電解質(zhì)的配合并不好。如果能使用固態(tài)鋰和固態(tài)電解質(zhì)，那將是能量密度的終極。

據(jù)外媒報(bào)道，奧地利技術(shù)公司Miba開(kāi)發(fā)了一種適用于電動(dòng)汽車(chē)的電池冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)可適應(yīng)電池的形狀，為電池組的設(shè)計(jì)開(kāi)辟新道路。

在由電驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)研發(fā)中，研發(fā)人員面臨的最重要的挑戰(zhàn)之一就是電池的熱管理，電池?zé)峁芾韺?duì)汽車(chē)的續(xù)航里程以及電池的使用壽命都至關(guān)重要，也是實(shí)現(xiàn)快速充電的必要條件。目前開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)是液冷法，但是開(kāi)發(fā)中遇到的主要挑戰(zhàn)是在電池和散熱器之間如何建立最佳的熱連接。奧地利技術(shù)集團(tuán)Miba已經(jīng)研發(fā)出一種冷卻系統(tǒng)FLEXcooler，具有非常靈活的形狀，可適用于任何電池。

Miba FLEXcooler將電池與其緊密連接在一起，是市場(chǎng)上唯一一個(gè)既可吸熱又可散熱的液冷系統(tǒng)。該新系統(tǒng)不需要填充電池和冷卻系統(tǒng)之間空隙的填充物，此外，Miba FLEXcooler還非常輕，能夠用于菱形電池、圓柱形電池和電池包。

目前，Miba正與一家歐洲汽車(chē)制造商和其他伙伴合作，致力于歐盟的研究項(xiàng)目“i－HeCoBatt”（提升電動(dòng)汽車(chē)電池組續(xù)航里程的加熱和冷卻解決方案），為FLEXcooler配備傳感器以使其智能化。該傳感器可為汽車(chē)的控制系統(tǒng)提供有關(guān)電池溫度分布的信息，從而讓電池能夠在運(yùn)行過(guò)程中控制和優(yōu)化其功能，最終提升電池的性能以及增長(zhǎng)其使用壽命。