(文章來源:微鋰電)
加州大學圣地亞哥分校的科學家發(fā)表了一篇論文,概述了固態(tài)電池發(fā)展的技術路線圖,以及該技術發(fā)展所面臨的四個挑戰(zhàn)。
隨著未來幾年儲能需求的增長,解決電池技術的有關問題至關重要,其中防火安全、能源密度、耐用性和可回收性是最重要的。固態(tài)電池為儲能提供了巨大的潛力,研究機構以及企業(yè)正在努力將這項技術投入到大規(guī)模的商業(yè)生產,豐田早前宣布,其搭載固態(tài)電池的電動汽車將在東京奧運會亮相。
加州大學圣地亞哥分校(UCSD)是研究固態(tài)電池的機構之一,在其實驗室中已經開發(fā)了幾種新的電池化學反應的解決方案?,F在,研究人員正在考慮著眼于固態(tài)電池技術的更大前景,以及電池接近生產所需要考慮的因素。
UCSD的研究人員在《從納米級界面表征到使用全固態(tài)電池的可持續(xù)儲能》一文中,概述了固態(tài)電池開發(fā)前沿的四個考慮因素,即:電解質和電極之間的穩(wěn)定化學界面,有效的表征工具,可持續(xù)的制造工藝和可回收性設計。納米工程學教授雪莉說:“我們必須退后一步,思考如何同時解決這些問題,因為它們都是相互關聯的。如果要兌現全固態(tài)電池的承諾,必須找到同時能應對所有挑戰(zhàn)的解決方案?!?/p>
制造能夠在室溫下工作的固態(tài)電解質是這項技術的一個關鍵目標。UCSD的研究小組指出,現在存在多種選擇,它們的性能可能優(yōu)于液態(tài)電解質,所以是時候把重點轉移到電池組件之間的化學相互作用上了。在這一點上,應該把注意力從追求更高的離子電導率上轉移開,轉而關注固態(tài)電解質和電極之間的穩(wěn)定性。
由于固態(tài)電解質通常不如液態(tài)電解質透明,因此深入了解納米級電池的運行情況更為復雜。研究小組指出恰當的解決方案十分重要,并提出了包括低溫冷凍和X射線成像技術在內的可能性。
電池材料的供應鏈存在不同程度的環(huán)境問題,如果方法正確,固態(tài)技術可能會解決其中的一些問題。根據UCSD的說法,設計可循環(huán)回收和梯次利用的固態(tài)電池是關鍵,如果同時還擁有一個強大的供應鏈,便可以從實際方面經濟性地擴大生產規(guī)模。
納米工程學教授鄭晨說:“成本效益高的可重復利用性和可回收性技術必須納入未來技術發(fā)展的需要,從而開發(fā)出全固態(tài)電池,提供500 Wh/kg或更高的能量密度。”
(責任編輯:fqj)
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