日本開發(fā)出“超離子”固態(tài)鋰電池

日本開發(fā)出“超離子”固態(tài)鋰電池

據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月4日(北京時(shí)間)報(bào)道，一日本研究小組開發(fā)出一種能像電解液一樣產(chǎn)生電流的固態(tài)電介質(zhì)，并用其制造出了固態(tài)鋰電池，其導(dǎo)電性可達(dá)到現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池的水平。研究人員表示，由于固體更緊密堅(jiān)固，這種高導(dǎo)電性的固態(tài)鋰電池能在更寬的溫度范圍下供電，抵抗物理?yè)p傷和高溫的能力更強(qiáng)。相關(guān)研究發(fā)表在《自然·材料學(xué)》上。

鋰離子電池由于能效密度高、再充性能好、使用損耗小等優(yōu)點(diǎn)，普遍用于消費(fèi)電子領(lǐng)域和電動(dòng)汽車。目前高能效、高密度的化學(xué)電池只能靠液態(tài)電介質(zhì)才能實(shí)現(xiàn)，而液態(tài)介質(zhì)比較脆弱，需要給電池附加多重安全防護(hù)措施，這就使得大型電池系統(tǒng)既復(fù)雜又昂貴。而現(xiàn)有的固體電介質(zhì)實(shí)際電導(dǎo)率很低，只能達(dá)到液態(tài)電解液的10%左右，對(duì)溫度變化較敏感，工作溫度限制在了50～80℃范圍。

研究小組開發(fā)的稱為鋰超離子導(dǎo)體(Li10GeP2S12)的新材料，仍然用鋰作離子導(dǎo)體，但給它們涂了一層晶體結(jié)構(gòu)層，天然晶格就成了允許離子通過(guò)的小孔，外層結(jié)構(gòu)生成了讓離子能夠運(yùn)動(dòng)的通道。他們對(duì)這種固態(tài)鋰電池進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其在導(dǎo)電性能上達(dá)到了現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池的水平，而且新電池能在－100～100℃之間的溫度范圍內(nèi)工作。

研究人員指出，這種固態(tài)電介質(zhì)電池在制造上易于成型、模壓和組裝，制造工藝更加簡(jiǎn)單而廉價(jià)，穩(wěn)定性好不揮發(fā)。如果大量生產(chǎn)有望降低消費(fèi)型電子設(shè)備的價(jià)格，尤其是在電池就占了近一半成本的電動(dòng)汽車領(lǐng)域。

(來(lái)源:科學(xué)時(shí)報(bào))