相同材料僅微調製程,成功打造更有效的固態電池電解質

2023-06-14 15:53:00    編輯: Daisy Chuang
導讀 同樣的材料、不同的製造方式,就會有截然不同的效果,美國科學家微調了一下固態鋰離子電池的製造方法,便改變原有電池電解質的缺點,有望打造更安全與高效的鋰固態電池技術。 鋰固態電池與目前常見的鋰離子電池不...


同樣的材料、不同的製造方式,就會有截然不同的效果,美國科學家微調了一下固態鋰離子電池的製造方法,便改變原有電池電解質的缺點,有望打造更安全與高效的鋰固態電池技術。

鋰固態電池與目前常見的鋰離子電池不同,固態電池顧名思義不含易燃電解質液體,因此手機、筆記型電腦、電動車都有較低的爆炸起火風險,毒性也較低,能帶來更高的能量密度,充電速度更快,並且充電週期更長也也不易退化。但固態電池至今尚未規模商業化,也有原因。

固態電池技術困難成本又高,其中一個挑戰就是電解質薄膜的氣穴會帶來缺陷,所使用的反鈣鈦礦(Li2OHCl)電解質薄膜,是由材料顆粒擠壓形成薄薄一片薄膜,其中的微小氣泡會阻止鋰離子在陰陽電極間移動,降低效率讓電池不能好好運作。

但現在美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)藉由在電解質製程增加一個步驟,成功解決問題。先將電解液塗在壓力機,隨後加熱壓力機,然後讓電解液在壓力下冷卻,打造沒有氣泡的薄膜,也讓表面氮更濃縮。

最後電池電解質薄膜導電度成功提高近 1,000 倍,臨界電流密度提高近 50%,親鋰性更好,這也代表固態鋰電池能更穩定。研究人員指出,這一番調整不僅提高電池性能,還能夠在工業規模上處理固體電解質,首席研究員 Marm Dixit 表示,透過相同的材料,只要改變製造方式,就能在多方面提高電池性能。

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