固態(tài)電池是一種可以利用所有固態(tài)原件的新型電池設(shè)計(jì)

固態(tài)電池是一種可以利用所有固態(tài)原件的新型電池設(shè)計(jì)，因?yàn)閮?chǔ)能高，而且比液態(tài)電池更安全，近年來(lái)向來(lái)備受關(guān)注。然而，要?jiǎng)?chuàng)造出耐用的固態(tài)電池并不容易。據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)佐治亞理工學(xué)院(George Tech)的研究人員，利用X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)，觀察電池內(nèi)部的材料界面附近是如何產(chǎn)生裂紋的。科學(xué)家們利用這些發(fā)現(xiàn)，追尋增強(qiáng)儲(chǔ)能設(shè)備的新方法。

這項(xiàng)研究得到美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)贊助。研究人員構(gòu)建新的固態(tài)電池，用固體陶瓷盤(pán)作為電解質(zhì)，密切地夾在兩片固體鋰之間。科學(xué)家們與佐治亞理工學(xué)院的X射線成像專(zhuān)家Christopher Saldana合作，將固態(tài)電池置于X射線顯微鏡下，然后開(kāi)始充放電，觀察物理退化跡象。在幾天時(shí)間內(nèi)，陶瓷盤(pán)上逐漸形成網(wǎng)狀的裂紋。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些裂紋即是問(wèn)題所在，它們?cè)谘h(huán)過(guò)程中阻擋了離子的流動(dòng)。

佐治亞理工學(xué)院的助理教授Matthew McDowell表示，人們通常認(rèn)為，鋰金屬和電解質(zhì)界面處的化學(xué)反應(yīng)，是電池性能下降的原因?，F(xiàn)在通過(guò)成像可以知道，在這種特別材料中，影響電池性能的并不是化學(xué)反應(yīng)本身，而是電池內(nèi)部的裂紋。研究人員認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)也適用于其他類(lèi)型的固態(tài)電池，有助于打造更耐用的電池結(jié)構(gòu)。

McDowell表示：“在一般 鋰離子電池中，我們用的材料決定了儲(chǔ)存能量的多少。純鋰的儲(chǔ)量最大，但它與液體電解質(zhì)不能很好地結(jié)合。但是，如果你選用固態(tài)鋰和固態(tài)電解質(zhì)，那將是召喚能量密度的圣杯。”

目前，佐治亞理工學(xué)院的研究人員正在設(shè)計(jì)一種新電池。新電池完全采納固體材料，與傳統(tǒng)電池相比，安全性和能量密度更高。