德國尤利希研究中心專家日前開發出一種新型固態電池, 充電率比現有文獻記錄的固態電池高出十倍. 新電池組件由磷酸鹽化合物製成, 材料經過化學和機械性能的最佳匹配, 實現了電池持續良好的可通性.
固態電池因對熱不敏感, 不含任何可能泄漏或著火的液體部件, 因此被認為比傳統鋰離電池更安全, 可靠和耐用. 影響固態電池發展的關鍵因素之一是通過的電流低, 這會導致電池充電時間較長. 一般固態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.
項目負責人坦普爾博士介紹說, 在傳統鋰離電池中使用液體電解質, 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域; 而兩種固體材料不能這樣相互結合, 電極和電解質之間的接觸電阻相應更高, 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, 研究團隊設計的固態電池電極和電解質採用非常類似的材料組分, 由不同的磷酸鹽化合物製成. 固體電解質作為穩定的載體材料, 是在磷酸鹽電極兩側通過絲網印刷工藝製成, 使用的材料價格合理並容易加工. 新型固態電池基本上不含有毒或有害物質.
坦普爾稱, 他們設計的固態電池主要是基於材料的最佳組合, 這項設計證明固態電池實現高充電率和快速充電是完全可行的, 並因此獲得了專利.
參與項目的中國學者石城宇博士介紹說: '在最初的測試中, 新電池的充放電迴圈相當穩定, 經過500次充放電仍能保持原始容量的84%. 當然, 新電池還有改進空間, 理論上做到低於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, 已經非常高了, 即使它們仍稍低於當今市場上的鋰離電池. '
該固態電池除了可用於開發電動汽車, 還能應用到航空航天, 智能住宅和醫療器械等眾多領域.
