全固态锂电池

更新时间:2019-02-22

然而,对利用这种全固态电池的一个大问题是,当电极反复充电跟放电时,电解质材料内可能会发生什么样的机械应力。当锂离子进出晶体结构时,这种循环导致电极膨胀和紧缩。在刚性电解质中,这些尺寸变革会导致高应力。如果电解质也是脆性的,那么尺寸的始终变更会导致裂缝迅速降落电池性能,并且甚至可能像液体电解质电池那样供给破坏树枝状晶体形成的通道。但是假如资料可能抵抗断裂,那么这些应力能够在不快速开裂的情况下得到适应

大多数电池由称为电极的两个固体电化学活性层组成,由注入液体或凝胶电解质的聚合物膜隔开。但最近的研究探索了全固态电池的可能性,其中液体(和可能易燃的)电解质将被固体电解质取代,这可能提高电池的能量密度跟保险性。

“具备全部组件的电池是性能和保险性的有吸引力的决定,但仍存在一些挑战,”研讨人员说。在当今市场占主导地位的锂离子电池中,锂离子在电池充电时通过液体电解质从一个电极到达另一个电极,而后在应用时沿相反方向流过。这些电池非常有效,但“液体电解质往往是化学不牢固的,甚至可能是易燃的,”她说。“因此,如果电解质是固体,它可能更安全,更小更轻。”

当初,麻省理工学院的一个团队第一次探讨了硫化物基固体电解质材料的机械性能,以判断其在加入电池时的机械机能。

锂离子电池提供了轻量级的储能解决打算,已经实现了良多当今的高科技设备,从智能手机到电动汽车。然而在这种电池中用固体电解质代替传统的液体电解质可以存在显着的优点。这种全固态锂离子电池可以在电池组级别供应更高的能量存储才干。它们实际上也可以消除被称为枝晶的微小的指状金属突出的危险,这些凸起可以通过电解质层成长并导致短路。



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