日本開發(fā)出超離子固態(tài)鋰電池

近期，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。相關研究發(fā)表在《自然·材料學》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域和電動汽車。目前高能效、高密度的化學電池只能靠液態(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)既復雜又昂貴。而現(xiàn)有的固體電介質(zhì)實際電導率很低，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)的稱為鋰超離子導體(Li10GeP2S12)的新材料，仍然用鋰作離子導體，但給它們涂了一層晶體結(jié)構層，天然晶格就成了允許離子通過的小孔，外層結(jié)構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備的價格，尤其是在電池就占了近一半成本的電動汽車領域。

總結(jié)

研究表明，電動汽車的能源效率已超過汽油機汽車。特別是在城市運行，汽車走走停停，行駛速度不高，電動汽車更加適宜。然而，電動汽車推廣起來并不順暢，這與其充電電池不無關聯(lián)。作為現(xiàn)代高性能電池的代表，鋰離子電池具有可快速充放電、充電效率高等諸多優(yōu)點，但目前靠液態(tài)電介質(zhì)才能實現(xiàn)的大型電池系統(tǒng)復雜且昂貴，好在日本科研人員制造出的固態(tài)鋰電池，制造工藝簡單而廉價，這或?qū)⒊蔀殡妱悠嚻占皯玫囊淮笸剖帧?/p>