新型固态电池充满电仅需1小时

将应用于电动汽车、航空航天等领域

2018年08月23日08:40  来源:科技日报
 

德国尤利希研究中心专家日前开发出一种新型固态电池,充电率比现有文献记录的固态电池高出十倍。新电池组件由磷酸盐化合物制成,材料经过化学和机械性能的最佳匹配,实现了电池持续良好的可通性。

固态电池因对热不敏感,不含任何可能泄漏或着火的液体部件,因此被认为比传统锂离电池更安全、可靠和耐用。影响固态电池发展的关键因素之一是通过的电流低,这会导致电池充电时间较长。一般固态电池再次充满需要约10—12个小时,而这款新型电池不到1个小时就能充足电。

项目负责人坦普尔博士介绍说,在传统锂离电池中使用液体电解质,能非常好地接触电极,具有纹理表面的电极像海绵一样吸收液体,形成一个大的接触区域;而两种固体材料不能这样相互结合,电极和电解质之间的接触电阻相应更高,影响电流的通过。

为了使电流在固体层边界处获得最大的流动性,研究团队设计的固态电池电极和电解质采用非常类似的材料组分,由不同的磷酸盐化合物制成。固体电解质作为稳定的载体材料,是在磷酸盐电极两侧通过丝网印刷工艺制成,使用的材料价格合理并容易加工。新型固态电池基本上不含有毒或有害物质。

坦普尔称,他们设计的固态电池主要是基于材料的最佳组合,这项设计证明固态电池实现高充电率和快速充电是完全可行的,并因此获得了专利。

参与项目的中国学者石城宇博士介绍说:“在最初的测试中,新电池的充放电循环相当稳定,经过500次充放电仍能保持原始容量的84%。当然,新电池还有改进空间,理论上做到低于1%的损耗也是可行的。”

尤利希能源和气候研究所所长艾歇尔教授表示:“新电池目前能量密度为每克约120毫安小时,已经非常高了,即使它们仍稍低于当今市场上的锂离电池。”

该固态电池除了可用于开发电动汽车,还能应用到航空航天、智能住宅和医疗器械等众多领域。(记者顾钢)

(责编:姜淑敏(实习生)、吴亚雄)

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