日本開發(fā)“超離子”固態(tài)鋰電池 具抗高溫能力
[導(dǎo)讀]研究人員表示，由于固體更緊密堅固，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，抵抗物理損傷和高溫的能力更強。
科技日報訊 據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)8月4日（北京時間）報道，一個日本研究小組開發(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，抵抗物理損傷和高溫的能力更強。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，普遍用于消費電子領(lǐng)域和電動汽車。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)實際電導(dǎo)率很低，只能達到液態(tài)電解液的十分之一左右，對溫度變化較敏感，工作溫度限制在了50℃到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的小孔，外層結(jié)構(gòu)生成了讓離子能夠運動的通道。他們對這種固態(tài)鋰電池進行了測試，發(fā)現(xiàn)其在導(dǎo)電性能上達到了現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池的水平，而且新電池能在-100℃到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，制造工藝更加簡單而廉價，穩(wěn)定性好不揮發(fā)。如果大量生產(chǎn)有望降低消費型電子設(shè)備的價格，尤其是在電池就占了近一半成本的電動汽車領(lǐng)域。
