在追求新一代電池技術的過程中,有兩種非常有前景的方法,即使用固體電解質代替液體電解質,以及在陽極組件中加入硅來提高能量密度一種新開發的架構將這兩項創新集成到一個設備中,形成了一種安全,持久的固態電池,具有存儲大量能量的潛力
多年來,科學家們一直被硅提供的能量密度所吸引,但他們無法很好地應用它這個想法是將用作陽極的石墨與硅結合或完全替代,這樣就有可能多儲存10倍的鋰離子
與硅陽極一樣,固體電解質是電池研究的另一個分支,可能會帶來一些令人興奮的可能性傳統的在電池兩極之間來回攜帶鋰離子的液體電解質具有很高的揮發性,限制了其與其他潛在高性能材料的兼容性固體電解質是解決這一問題的一種很有前途的方法
加州大學圣地亞哥分校的工程師懷疑固體電解質可能會給硅陽極帶來一些類似的優勢向鋰電池陽極添加硅的努力一直受到硅顆粒大小波動的困擾,當設備充放電時,硅顆粒會膨脹和收縮再加上液體電解質的不穩定特性,會導致電池循環過程中容量損失嚴重
這種新方法包括對硅陽極組裝方式的一些調整科學家們已經淘汰了常用的碳和粘合劑,選擇了一種加工更少,更便宜的微硅然后,引入硫化物基固體電解質來攜帶電荷通過避免陽極上的破壞性相互作用,所獲得的電池被證明是非常穩定的
根據消息顯示,這款新型硅膠全固態電池被形容為安全,耐用,耗能大實驗室規模的全電池被證明能夠在保持80%容量的情況下進行500次充放電循環,這證明了新設計的穩定效果研究結果最近發表在《科學》雜志上
研究者說:固態硅技術克服了傳統電池的許多限制這為我們提供了令人興奮的機會,以滿足市場對更高容量能源,更低成本和更安全電池的需求,尤其是電網儲能
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