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IMEC研发新型固态电池电解质 让固态电池可在2小时之内充满电

据外媒报道,比利时微电子研究中心(IMEC)宣布,其与 EnergyVille合作,合力推出了固态锂金属电池,该电池的能量密度超过400 Wh/liter,充电速度提升至2小时(0.5C)就可将电池充满。此外,IMEC还宣布,其已经在位于比利时 Genk的EnergyVille园区的固态电池包试生产线上,升级电池材料和电池工艺;而且还与比利时哈塞尔特大学(University of Hasselt)建立了合作。根据其固态电池发展路线图,IMEC的目标是要在2024年,让固态锂金属电池的性能超过湿式锂离子电池,而且要达到1000Wh/L,充电速率达到2-3C。

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(图片来源:IMEC官网)

目前的可充电锂离子电池还有改进空间,但还是不足以提升电动汽车的续航里程和自动化程度。因此,IMEC的研究人员正致力于用固态材料替代湿电解质,从而为进一步提升电池能量密度提供了可能。该研发中心研究的固态纳米复合电解质电导率高达10 mS/cm,而且具备达到更高电导率的潜力。该新材料具有一个显著特点,在应用时,其是液体,经过湿化学涂层法,并应用于电极上时,该材料会变成固态。因此,该材料非常适合被浇铸成密实粉末电极,可以将电极内的缝隙填满,如液体电解质一样,与电极内其他部分紧密接触。

利用该固态纳米复合材料电解质,结合标准的磷酸铁锂(LFP)阴极和金属锂阳极,IMEC制成的电池性能得到改进,能量密度超过400 Wh/liter,充电速度提升至2小时(0.5C),是固态电池创纪录式的成就。

此外,IMEC还开始在最先进的实验室,升级该固态电池技术,该实验室内有一个占地300平方米的电池装配试生产线,其中包括一个占地100平方米的干燥室。传统的A4板对板湿法涂层生产线非常适用于处理IMEC的创新固态电解质,因此,只需稍稍修改现在用于生产锂离子电池的生产线,就可生产新型电池,意味着新技术从湿电池转为固态电池无需昂贵的成本。该条新试生产线设置在EnergyVille园区,与哈塞尔特大学合作设立,能够生产高达5Ah容量的电池包原型。该生产线将成为研究小组和各公司开展电池研发项目的基地。

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