新型固態(tài)電池充滿電僅需1小時

將應(yīng)用于電動汽車、航空航天等領(lǐng)域

科技日報柏林8月21日電 (記者顧鋼)德國尤利希研究中心專家日前開發(fā)出一種新型固態(tài)電池，充電率比現(xiàn)有文獻(xiàn)記錄的固態(tài)電池高出十倍。新電池組件由磷酸鹽化合物制成，材料經(jīng)過化學(xué)和機械性能的最佳匹配，實現(xiàn)了電池持續(xù)良好的可通性。

固態(tài)電池因?qū)岵幻舾校缓魏慰赡苄孤┗蛑鸬囊后w部件，因此被認(rèn)為比傳統(tǒng)鋰離電池更安全、可靠和耐用。影響固態(tài)電池發(fā)展的關(guān)鍵因素之一是通過的電流低，這會導(dǎo)致電池充電時間較長。一般固態(tài)電池再次充滿需要約10—12個小時，而這款新型電池不到1個小時就能充足電。

項目負(fù)責(zé)人坦普爾博士介紹說，在傳統(tǒng)鋰離電池中使用液體電解質(zhì)，能非常好地接觸電極，具有紋理表面的電極像海綿一樣吸收液體，形成一個大的接觸區(qū)域;而兩種固體材料不能這樣相互結(jié)合，電極和電解質(zhì)之間的接觸電阻相應(yīng)更高，影響電流的通過。

為了使電流在固體層邊界處獲得最大的流動性，研究團隊設(shè)計的固態(tài)電池電極和電解質(zhì)采用非常類似的材料組分，由不同的磷酸鹽化合物制成。固體電解質(zhì)作為穩(wěn)定的載體材料，是在磷酸鹽電極兩側(cè)通過絲網(wǎng)印刷工藝制成，使用的材料價格合理并容易加工。新型固態(tài)電池基本上不含有毒或有害物質(zhì)。

坦普爾稱，他們設(shè)計的固態(tài)電池主要是基于材料的最佳組合，這項設(shè)計證明固態(tài)電池實現(xiàn)高充電率和快速充電是完全可行的，并因此獲得了專利。

參與項目的中國學(xué)者石城宇博士介紹說：“在最初的測試中，新電池的充放電循環(huán)相當(dāng)穩(wěn)定，經(jīng)過500次充放電仍能保持原始容量的84%。當(dāng)然，新電池還有改進空間，理論上做到低于1%的損耗也是可行的。”

尤利希能源和氣候研究所所長艾歇爾教授表示：“新電池目前能量密度為每克約120毫安小時，已經(jīng)非常高了，即使它們?nèi)陨缘陀诋?dāng)今市場上的鋰離電池。”

該固態(tài)電池除了可用于開發(fā)電動汽車，還能應(yīng)用到航空航天、智能住宅和醫(yī)療器械等眾多領(lǐng)域。

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