新型固態鋰離子電池發明能夠在高溫下安全使用

2021-04-25 ryder

　　鋰電池已經在人們的日常生活中普及（電動車和手機上無處不在），但研究人員們仍在努力打造出更安全的版本。鋰電池以“小身材、大容量”而為人們所熟知，但容易在高溫下造成大麻煩。為了避免“自燃”，將可燃的液態電解質換成固態的形式，或許是克服該問題的一種途徑。研究人員們剛剛給出了一個可能的答案，其打造出了一種固態鋰電池，能夠經受100℃的高溫而不會起火。

　　新型固態鋰離子電池能夠在100℃高溫下安全使用

　　當前電池已能在95℃（203℉）及以上溫度很好地使用

　　即使你沒有將手機放在太陽底下暴曬的經歷，也可能回憶起屏幕上的高溫預警，比如“請在手機降溫后再持續使用”。

　　這是因為電池中的液體電解質能夠在高溫下膨脹或被點燃。不正確地充電、過熱，都可能是造成這類型故障的其中一個原由。

　　雖然鋰離子電池失效的概率并不高，但它在世界上的總體擁有量還是相當驚人，當然你也肯定不希望手上的iPhone或駕駛的電動車遇到這樣的意外。

　　研究人員們希望鋰離子電池變得更加安全，辦法可以是內置智能芯片來監測電池健康度、或者將液體電解質換成固態的成分。

　　電解質充斥在電極正負極之間，而固態電池顯然更能耐受高溫，盡管這種概念也帶來了另一種問題——要怎么樣連接固態電極和固態電解質，準許電荷流動、盡可能地減少電阻、以及充電時間。

　　新型固態鋰離子電池能夠在100℃高溫下安全使用

　　瑞士蘇黎世聯邦理工學院的研究人員們，提出了一個聲稱已處理此問題的電池設計。他們將新型電池比作是一塊三明治，電極是兩片面包、固體電解質則是中間層的肉。

　　石榴石（garnet）是一種形成各種寶石的礦物，它作為水刀切割中的研磨材料、同時也是已知的鋰離子中導電率最高的一種材料。

　　團隊精心制作了這樣的固體石榴石電解質，以利用它的多孔表面特性。粘性負極讓它能夠滲入孔中，這樣電極和電解質之間的接觸面積就會非常大，這意味著電池能夠更快地充電。

　　在探測中，團隊發現它能夠承受100℃（212℉）的高溫。合著者JanvandenBroek表示：“采用液體或凝膠電解質的電池，是無法經受這么高的使用溫度的”。