為了突破電池設計界限，在給定的空間或重量內容納越來越多的功率和能量，研究人員正在探索一種更有前景的技術，在鋰離子電池的兩個電極之間使用固體電解質材料，而不是電解質。
(來源:麻省理工學院)
但這種電池一直存在一個問題，就是其中一個電極會形成金屬枝晶，最終與電解液連接，使電池短路。據國外媒體報道，來自麻省理工學院(MIT)和其他機構的研究人員現在找到了一種防止枝晶形成的方法，有望增強這種新型高功率電池的潛力。
參與這項研究的麻省理工學院的研究人員包括研究生理查德.帕克、蔣永明教授和克雷格.卡特，其余的研究人員來自德克薩斯A & amp大學。m大學)、布朗大學和卡內基梅隆大學。
固態電池兼具安全性和能量密度，因此這項技術備受關注。但是研究人員Yet-Ming Chiang說:“獲得能量密度的唯一方法是使用金屬電極。”將金屬電極與液體電解質耦合可以獲得良好的能量密度，但與固體電解質相比，不能獲得同樣的安全優勢。固態電池使用金屬電極是有意義的，但這種電池的發展受到枝晶生長的阻礙，枝晶最終會填充兩個電極板之間的間隙，導致電池短路。眾所周知，在快速充電的情況下，電流越大，枝晶形成越快。目前實驗固態電池所能達到的電流密度遠低于商用充電電池的需求。不過，研究人員認為它的發展前景是好的，因為這種實驗版本的電池可以存儲幾乎兩倍于傳統鋰離子電池的能量。
該團隊采用了固體和液體之間的折衷方案來解決枝晶問題。研究人員制造半固體電極，與固體電解質材料接觸。半固態電極可以在界面上提供自修復表面，而不是固態脆性表面，這可能導致微小裂紋，為枝晶形成鋪平道路。
這種靈感來自實驗性高溫電池，其中一兩個電極由熔融金屬制成。據報道，這種熔融金屬電池的溫度可達數百攝氏度，無法用于便攜式設備。但是，從這項工作可以看出，液體界面可以實現高電流密度，而不會形成枝晶。研究人員理查德·帕克(Richard Park)說:“出發點是開發基于精心選擇的合金的電極，以便引入一種可以用作金屬電極自我修復成分的液相。”
這種材料是固體而不是液體，但它類似于牙醫用來填充蛀牙的汞合金固體金屬，它仍然可以流動和成型。在這種情況下，它是由鈉和鉀的混合物制成的，在正常的電池工作溫度下，它處于固態和液態。研究小組已經證明，該系統的工作電流可能比使用固體鋰而不形成任何枝晶大20倍。下一步將是用實際的含鋰電極復制這種性能。
在固態電池的第二個版本中，研究小組在固體鋰電極和固體電解質之間引入了一層非常薄的液態鈉鉀合金。結果表明，該方法還能克服枝晶問題，為進一步研究提供了另一種途徑。
研究人員表示，這種新方法適用于許多不同版本的固態鋰電池。該團隊將在下一步展示該系統對各種電池架構的適用性。為了突破電池設計界限，在給定的空間或重量內容納越來越多的功率和能量，研究人員正在探索一種更有前景的技術，在鋰離子電池的兩個電極之間使用固體電解質材料，而不是電解質。
(來源:麻省理工學院)
但這種電池一直存在一個問題，就是其中一個電極會形成金屬枝晶，最終與電解液連接，使電池短路。據國外媒體報道……報道稱，來自麻省理工學院(MIT)和其他機構的研究人員現在找到了一種防止枝晶形成的方法，有望增強這種新型高功率電池的潛力。
參與這項研究的麻省理工學院的研究人員包括研究生理查德.帕克、蔣永明教授和克雷格.卡特，其余的研究人員來自德克薩斯A & amp大學。m大學)、布朗大學和卡內基梅隆大學。
固態電池兼具安全性和能量密度，因此這項技術備受關注。但是研究人員Yet-Ming Chiang說:“獲得能量密度的唯一方法是使用金屬電極。”將金屬電極與液體電解質耦合可以獲得良好的能量密度，但與固體電解質相比，不能獲得同樣的安全優勢。固態電池使用金屬電極是有意義的，但這種電池的發展受到枝晶生長的阻礙，枝晶最終會填充兩個電極板之間的間隙，導致電池短路。眾所周知，在快速充電的情況下，電流越大，枝晶形成越快。目前實驗固態電池所能達到的電流密度遠低于商用充電電池的需求。不過，研究人員認為它的發展前景是好的，因為這種實驗版本的電池可以存儲幾乎兩倍于傳統鋰離子電池的能量。
該團隊采用了固體和液體之間的折衷方案來解決枝晶問題。研究人員制造半固體電極，與固體電解質材料接觸。半固態電極可以在界面上提供自修復表面，而不是固態脆性表面，這可能導致微小裂紋，為枝晶形成鋪平道路。
這種靈感來自實驗性高溫電池，其中一兩個電極由熔融金屬制成。據報道，這種熔融金屬電池的溫度可達數百攝氏度，無法用于便攜式設備。但是，從這項工作可以看出，液體界面可以實現高電流密度，而不會形成枝晶。研究人員理查德·帕克(Richard Park)說:“出發點是開發基于精心選擇的合金的電極，以便引入一種可以用作金屬電極自我修復成分的液相。”
這種材料是固體而不是液體，但它類似于牙醫用來填充蛀牙的汞合金固體金屬，它仍然可以流動和成型。在這種情況下，它是由鈉和鉀的混合物制成的，在正常的電池工作溫度下，它處于固態和液態。研究小組已經證明，該系統的工作電流可能比使用固體鋰而不形成任何枝晶大20倍。下一步將是用實際的含鋰電極復制這種性能。
在固態電池的第二個版本中，研究小組在固體鋰電極和固體電解質之間引入了一層非常薄的液態鈉鉀合金。結果表明，該方法還能克服枝晶問題，為進一步研究提供了另一種途徑。
研究人員表示，這種新方法適用于許多不同版本的固態鋰電池。該團隊將在下一步展示該系統對各種電池架構的適用性。
標簽：前途
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