科学家在固态电池技术方面取得新突破有望使能量密度增加一倍

2019-11-28 14:41

澳大利亚迪肯大学（Deakin University）的研究人员表示，他们已经设法使用常见的工业聚合物来制造固体电解质，有望使锂离子电池的能量密度增加一倍，这种固态锂电池在过热时不会爆炸或着火。

迪肯大学Frontier Materials研究所的陈芳芳博士和王晓恩博士声称已经取得了新突破，称这是“在科学界中第一个清晰且有用的无液高效锂离子运输实例”。

这项新技术使用了一种弱结合到锂离子的固态聚合物材料，来代替通常用作当前电池单元电解质的挥发性液体溶剂。陈芳芳博士在新闻稿中表示：“如果行业采用我们的技术，我可以预见道这样一个未来，例如，可以将电池相关设备安全地装在飞机行李中，或者电动汽车不会像现在这样对乘员或急救人员构成火灾危险。”

该团队认为，除了使电池更安全之外，该固态聚合物电解质还将最终使电池与锂金属阳极一起工作。这将是电池世界的重大新闻，最近研究团队在《 Trends in Chemistry》中将锂阳极描述为“ 突破当前锂离子化学的能量密度瓶颈的关键 ” –这此前被认为是阻止电动汽车、飞机和便携式电子产品以应有的速度发展的瓶颈。

王晓恩博士表示，这可能是使锂电池能量密度增加一倍的一种方法，在商业环境中，目前锂电池的能量密度峰值达到约250 Wh / kg（例如在特斯拉Model 3的电池组中）。将其提高到500 Wh / kg可以扩大续航里程，或者使用更小、更便宜且更轻的电池组。

迪肯大学团队表示，其仅在新技术中使用了现有的商用聚合物，这意味着工业生产应该能够“轻而易举”地进行。目前团队已经在纽扣电池中进行了测试，其大小相当于手表电池的大小，但是该团队现在正着手构建一种可用于手机的电池，并且一旦安装并运行，他们将寻找商业伙伴将这些固态电池推向市场。
有关这项研究的论文已在《Joule》杂志上发表。