據悉,來自日本東北大學、高能加速器研究機構(KEK)的研究人員開發(fā)出新復合氫化鋰快離子導體,將之做為固態(tài)電解質可創(chuàng)造出迄今為止能量密度最高的全固態(tài)電池。
電池領域最熱門的話題之一無外乎固態(tài)鋰電池,幾乎每個星期都會出現(xiàn)一項新的創(chuàng)新或突破研究,這是因為以鋰金屬做為陽極的全固態(tài)電池比鋰離子電池更安全、充電時間更短、能量密度更高,還能解決鋰離子電池目前主要的問題比如:電解液泄漏、易燃、能量密度較低等,一些車商紛紛壓寶開發(fā)全固態(tài)電池而非鋰離子電池,投資報告也將全固態(tài)電池列為改變電動車市場的重要推手。
不過雖然與鋰離子電池使用的石墨陽極相比,以鋰金屬做為陽極的全固態(tài)電池可提供高3倍的電容量,但東北大學與高能加速器研究機構指出,固態(tài)電解質才是全固態(tài)電池的關鍵,電解質的離子傳導性和穩(wěn)定性決定了電池性能。
然而目前,由于固態(tài)電解質在遇到鋰金屬后容易變不穩(wěn)定,不可避免地會在接面引發(fā)副作用,導致電池實際應用后電導率總體偏低,離子轉移時內阻較大,重復循環(huán)充放電大幅降低電池性能,成為商業(yè)化量產一大限制。
如果能解決固態(tài)電解質的穩(wěn)定性和鋰離子傳導性,那么全固態(tài)電池的新一代電池王地位會站得相當穩(wěn)。現(xiàn)在,該研究團隊開發(fā)出氫化鋰快離子導體(hydride lithium superionic conductor)做為全固態(tài)電池的固態(tài)電解質,使電池表現(xiàn)出高穩(wěn)定性與高鋰離子傳導性。
過去,復合氫化物已經引起了科學家一定程度的關注,但通常都卻步于復合氫化物的低離子電導率,于是從來沒有實際在電池中嘗試結合復合氫化物與鋰金屬陽極。而團隊終于證實了以復合氫化物做為固態(tài)電解質,可以和鋰金屬陽極相處的相當融洽,也許最終有機會打破全固態(tài)電池的開發(fā)瓶頸。 |