日本研究團隊在準固態方面取得重要突破(庫)。
這可能是不可燃的,克服了與傳統鋰離子電池設計相關的重要安全問題。
為電池安全性和壽命設定新基準
它是由同誌社大學和TDK公司的科學家設計的。這項新的創新結合了液體和固態電解質的最佳特性,在不影響性能的情況下增強電池的安全性。根據有趣的工程,這種設計解決了在保持循環性能和安全性的同時提高能量密度的長期困境。
這項突破為全固態電池帶來了更好、更安全的選擇,並在單一設計中保持了高能量密度。
該團隊表示:“安全性和充電/放電性能的提高證明了準固態電池作為近期技術的可行性。”寫道在抽像中。
鋰離子電池的發展
幾十年來,鋰離子電池一直在能源儲存領域佔據主導地位。他們引領了便攜式電子產品、電動車和再生能源儲存領域的發展。
雖然對更高能量密度的需求始終在不斷增長,但電池的安全性和可靠性往往是妥協的結果。
鋰離子電池中使用的傳統有機電解質可以提高電壓而不具有可燃性,但由於它們容易著火,這增加了人們的擔憂。因此,儘管 SSE 無毒,但它們確實對確保材料接觸處的穩定界面構成了挑戰,例如,如果電極隨著充電/放電循環而膨脹。
在這方面,研究和開發正朝著創造安全的接合界面材料的方向發展,以提高其彈性和離子電導率。
聚合物電解質和不易燃有機溶劑的最新發展有望提高下一代鋰離子電池的穩定性和性能。然而,緩慢的鋰離子傳輸和界面退化仍然是需要解決的障礙。
準固態電池的優點
日本團隊開發的新型準固態鋰離子電池具有幾個優點。該電池採用矽 (Si) 負極和 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 正極,兩者都被視為高性能鋰離子電池的下一代材料。
此設計的獨特之處在於採用了 OHARA 的固體鋰離子導電玻璃陶瓷片 (LICGC™) 作為電極之間的電解質隔膜。
研究人員還提供了近乎飽和的不易燃電解質溶液,專門設計用於與兩個電極相容。這些溶液含有與固體電解質界面和電極相容的磷酸三(2,2,2-三氟甲基)酯和碳酸甲基2,2,2-三氟甲基酯。
所得電池具有 30 mAh 的能量儲存能力,表現出優異的電化學性能以及優異的熱穩定性和高離子電導率。這對於實現預期的更安全、更有效率的鋰離子電池非常重要。
無與倫比的熱能力和性能
該電池最重要的優勢是其在準最先進的結構中實現更好的熱穩定性的能力。在約 150 °C 的高溫下進行測試,結果表明因為副反應和熱量產生比以前的設計和架構少。
加速量熱法和電化學阻抗譜測試表明,此準固態電池具有充放電容量高、循環性能強、長期使用內阻變化較小的特性。這些觀察結果進一步增強了該電池作為可靠且安全的儲能材料的潛力。
未來的鋰離子電池
的發展準固態鋰離子電池標誌著電池技術的重大創造。它不僅提高了安全性,還滿足了人們期待已久的更高能量密度和更持久性能的需求。
隨著對可靠且環保的儲能解決方案的需求不斷增長,這種新的電池設計可能是電動車、再生能源等領域進一步創新的第一步。
隨著這些技術的不斷改進和完善,準固態電池很可能走在未來儲能的最前沿,在安全性、耐用性和高性能之間提供平衡。