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纯硅阳极打造高性能全固态电池

Allbet登录网址 2021年10月12日 快讯 29 0

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        美国加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师们与韩国电池制造商LG能源解决方案公司的研究人员合作,使用固态“tai”电解质和全硅阳极,创造了一种新型的硅全固态电池。最初的几轮测试表明,新电池安全〖quan〗、持久且能量密集,可《ke》提供500次充放电循环,室温容量保持率为80%,为使用硅等合金阳极的固态电池开辟了一个新领域,有望用于从电网存储到电动(dong)汽车的广泛领域。相关‘guan’研究日前发表在《科学》杂志上。

        具有高能量密度的下一代固态电池一直依赖金属锂作为阳极。但(dan)这对电池充电率和充电过程中需要升高温度(通常是60摄氏度或更高)带来了限制。硅阳极克服了这些限制,在室温到低温下允许更快的充电速率,同时保持高能量密度,比当今商业锂离子电池中最常用的石墨阳极高10倍。然〖ran〗而「er」,研究人员表示,硅阳极最大的问题之一是液体电解质界面的不‘bu’稳定性,这【zhe】使全硅阳极无‘wu’法用于商用锂离子电池。

        此次,研究人员采取了一种不同的方法:他们消除了全硅阳极附带的碳和黏『』合剂。此外,研究人员使用了微硅,比更常用的纳米硅所需加工更少,价格也更低。

        研究《jiu》人员还除去了液体电『dian』解质,取而代之的是使用了一种基于{yu}硫化物的固体电解质。实〖shi〗验表「biao」明,这种固体电解质在全硅阳极电池中非常稳定。

        通过上述《shu》方法,研究人员避免了电“dian”池运行时阳极浸泡在有机液体电解质中出现的一系列挑战。

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        同时,通过消除阳极中的碳,该团队显著减少了「liao」阳极与固体电解质的界面接触,避免了液体电解质通常发『fa』生的连续容量损失,充分发挥了硅的低成本、高能量和环境友好特性。

        “固态硅方法克服了传统电池的许多局限性。”研究人员说,“这为我们提供了更多机会,能满足市场《chang》对更高体积能源、更低成本 ben[和更安全电池的需求,特别是在电网储能{neng}方面。”

       

        更安全、续航更持久、能量密度更高、成本“ben”更低,这是应「ying」用市场对电池提出的重『zhong』要需求,也是电池研究人员孜孜不倦的追求方向。举例而言,目前新能源汽车普遍应用的是液态电池,虽然近年来液态电池性能不断提升,但与满足消费者需求仍存在一定“ding”距离。固态电池是下一代动力电池的发展方向之一,它的迭代升级有望让更强大的电池走向现实。

【纠错】 【责任编辑:付琳 】

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