作者:郭湘 来源:中国科学报 发布时间:2014-7-22 10:52:09
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高能量密度全固态电池原型面世

全固态锂离子电池能量密度示意图  图片来源:谷歌图片

当前,丰田公司正在全力研发全固态锂离子电池,并且已经开发出能量密度为400 Wh/L的电池原型。近日,丰田研究人员表示,这种电池大约在2020年实现商业化应用,到2025年得到实质性改善。

传统的电池通常使用液体电解质,可能遭受会损害电池阴极的不良化学反应。用固态离子导体代替液体电解质可以提高电池的稳定性和使用寿命,因为不需要额外的元件使其保持稳定,所以电池可以变得更小。固体电解质也可以与更广泛的电池化学过程相兼容,有可能提供更高的功率或存储密度。固态锂离子电池的体积能量密度比目前商业化锂离子电池要高,而且封装效率、安全性得以提高,且循环寿命长。此外,研究人员还指出锂空电池在2030年前无法实现商业化。

不过,目前全固态锂离子电池还受限于功率密度,主要原因之一是正极和固体电解质界面间的锂离子大范围转移受阻。因此,固态电池发展方向之一是提高功率密度。研究人员正在致力于三个主要领域的工作,首先要开发更好的固态电解质,包括氧化物基、硫化物基、氮化物基等,其次要设计改进电极/电解质界面来降低界面电阻,并且要提高电极活性材料锂离子传导性。

(郭湘整理)

《中国科学报》 (2014-07-22 第6版 能源)
 
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