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新型固态电池充足电仅需1小时!可用于电动汽车、航空航天等领域

科普小知识2021-08-20 15:00:29
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柏林,8月20日(记者顾刚)——德国于利希研究中心的专家开发了一种新型固态电池,其充电速率比现有文献中记录的高10倍。新电池组件由磷酸盐化合物制成,材料在化学和机械性能方面进行了最佳匹配,从而实现了电池的持续良好渗透性。

固态电池被认为比传统的锂离子电池更安全、更可靠、更耐用,因为它们对热不敏感,并且不含任何可能泄漏或着火的液体成分。影响固态电池发展的关键因素之一是低电流通过,这将导致更长的电池充电时间。一般来说,固态电池需要大约10-12个小时才能再次充满电,而由Julich专家设计的新电池可以在不到一个小时内充满电。

项目负责人坦普尔博士说,在传统的锂离子电池中使用液体电解质可以很好地接触电极,表面有纹理的电极像海绵一样吸收液体,形成很大的接触面积。然而,这两种固体材料不能以这种方式相互结合。电极和电解质之间的接触电阻相应地更高,这影响电流的通过。

为了使电流在固体层的边界获得最大的流动性,Julich设计的固体电池电极和电解质采用非常相似的材料成分,由不同的磷酸盐化合物制成。固体电解质作为一种稳定的载体材料,是在磷酸盐电极的两面丝网印刷而成。所用材料价格合理,易于加工。新型固态电池基本上不含有毒或有害物质。

坦普尔说,他们设计的固态电池主要是基于材料的最佳组合。该设计证明,实现固态电池的高充电率和快速充电是完全可行的。因此,他们的设计已经获得专利。

参与该项目的中国学者施成玉博士说:“在最初的测试中,新电池的充放电循环相当稳定,经过500次充放电循环后,84%的原始容量可以保持不变。当然,新电池仍有改进的空间,从理论上讲,实现低于1%的损耗也是可行的。”Julich能源与气候研究所所长艾彻教授说:“新电池目前的能量密度约为每克120毫安时,这已经很高了,尽管它们仍略低于目前市场上的锂离子电池。”除了电动汽车的发展,固态电池还可以用于许多领域,如航空航天、智能住宅和医疗设备。