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.
