科学家开发出“电池黄油”令固态电池更稳定

2020-05-22 11:38

固体电池是电动汽车工业的重要研究对象。最近，瑞典查尔姆斯理工大学和中国西安交通大学的科学家们提出了一种新的方法，使这个有前景的概念更接近于大规模应用现实。一种由可涂抹的“黄油状”材料制成的中间层有助于将电流密度提高10倍，同时也提高了电池的性能和安全性。

“该中间层使电池单元更加稳定，因此能够承受更高的电流密度。同样重要的是，很容易将软质量施加到电池中的锂金属阳极上，就像在三明治上涂黄油一样。”，查尔莫斯大学物理系的研究员熊士昭（音译）说。

简而言之，固态电池就像一个干三明治。一层金属锂就像一片面包，一层陶瓷物质就像馅料一样铺在上面。这种坚硬的物质是电池的固体电解质，它在电池的电极之间运输锂离子。但是“三明治”太干了，很难把它们放在一起，而且“面包”和“配料”之间的兼容性也会造成问题。世界各地的许多研究人员正在努力制定适当的解决方案来解决这个问题。

查尔姆斯理工大学和西安交通大学的研究团队正在研究的材料是一种柔软、可涂抹的“黄油状”物质，由陶瓷电解液的LAGP与离子液体混合而成。液体包裹了LAGP颗粒，使中间层柔软且具有保护作用。这种材料的质地与冰箱里的黄油相似，可以满足多种功能，而且很容易涂抹。

虽然人人都知道固态电池的潜力，但至今还没有一种已建立的方法使其足够稳定，特别是在电流密度很高的情况下，即快速充放电时。

研究人员表示，这是迈向制造大规模具成本效益，且安全又环保的电池的重要一步，该固态电池可提供高容量并可以高速率充电和放电。查尔姆斯理工大学物理系教授Aleksandar Matic预测，固态电池将在五年内步入市场。

该论文发布在《先进功能材料》杂志上。