固态电池的新方法推进了固态锂电池的设计

        人们不会对锂电池要求太多:在需要的时候提供能量,可以快速充电,不要燃烧。

        2016年的一系列手机火灾,动摇了消费者对锂离子电池的信心,锂离子电池是一种有助于引领现代便携式电子产品的技术,但自20世纪80年代推出以来,一直受到安全问题的困扰。随着对电动汽车的兴趣不断增强,研究人员和业内人士正在寻找改进的充电电池板。RY技术能够安全可靠地为汽车、自动车辆、机器人和其他下一代设备提供动力。

        设计固态电池的新方法是从电化学电池内的液态电解质开始。然后特殊分子开始聚合,改善电解质和电极之间的接触。

        康奈尔大学的新研究推动了固态电池的设计,这项技术本质上比现在的锂离子电池更安全,更高的能量密度,因为锂离子电池依靠易燃液体电解质将储存在分子键中的化学能快速转移到电能上。通过从液态电解质开始,然后将其转化为电化学电池内的固体聚合物,研究人员利用液态和固态特性来克服当前电池设计中的关键限制。

        试着想象一个装满冰块的玻璃:有些冰块会接触到玻璃,但是会有间隙,固态聚合物电解质具有内置的二次锂电池快速界面传输。

        但是,如果你往玻璃里灌满水并冷冻,玻璃的界面将被完全覆盖,你将在玻璃的固体表面和它的液体含量之间建立起牢固的联系,在电池中,这一相同的一般概念有助于在不需要可燃液体的情况下,通过电池电极的固体表面将离子高速转移到电解液中。

        关键的见解是引入特殊的分子,能够在电化学电池内开始聚合,而不会影响电池的其他功能。如果电解质是一种环状醚,则可以设计引发剂撕开环,生成反应性单体链,这些链结合在一起形成长链状分子,其化学性质与乙醚基本相同。这种现在是固体的聚合物在金属界面上保持着紧密的连接,就像玻璃内部的冰一样。

        除了与提高电池安全性相关之外,固态电解质还有益于使利用金属(包括锂和铝)作为阳极的下一代电池实现比当今最先进的电池技术中可能实现的更多的能量存储。在这种情况下,固态电解质防止金属形成枝晶,这种现象会使电池短路并导致过热和故障。

        尽管固态电池具有明显的优势,但工业界大规模生产固态电池的尝试却遭遇了挫折。制造成本很高,以前设计的界面性能较差,这是一个重要的技术障碍。固态系统还通过提供热变化的稳定性来避免电池冷却的需要。

        我们的发现开辟了一条全新的途径,创造实用的固态电池,可用于一系列的应用。

        据介绍,新的原位合成固体聚合物电解质的策略特别令人兴奋,因为它显示了延长高能量密度可充电金属电池循环寿命和充电能力的前景。

        研究员的方法是通过使锂离子技术更安全而适用于当今的锂离子技术,但为未来的电池技术提供了机会。

source:http://www.juda.cn/news/66700.html

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