科技生活| 固态电池更安全更高效 微调制造方式修补缺陷

美国田纳西州的橡树岭国家实验室(ORNL)已经想出了一个可能产生重大影响的小调整方法。通过对一种固态电池的制造方式进行小的改变，科学家们成功地消除了电解质薄膜中的缺陷，为更安全和更高效的电池开辟了道路。

固态电池(Solid-state batteries)有很大的前景。与目前的锂离子电池(lithium-ion batteries)不同，固态电池不包含易燃液体，而易燃液体是一个主要的缺点，笔记本电脑和电动汽车爆燃的故事说明了这一点。固态电池的毒性也较低，具有更高的能量密度，充电速度更快，并能在更多的充电周期中存活而不发生变质。

问题是，与液体电池相比，制造这种电池既困难又昂贵，其中一个主要挑战是作为电池关键的电解质薄膜的缺陷。薄膜中形成的微小气泡阻碍了离子在电极之间的移动，减慢了充电和一般操作速度。

一种电解质薄膜是由反过氧化物（Li2OHCl）制成的，其中材料的颗粒被压制成片状。这些经常产生不良的缺陷，降低了效率。为了克服这个问题，橡树岭团队“增加了加热压片的步骤，然后让电解质在压力下冷却”。结果是一种没有气泡、表面氮富集度更高的薄膜，其导电性能也提高了近1000倍，临界电流密度提高了近50%，并且亲锂性更好，这是固态电池稳定性的一个关键因素。

据研究人员称，新的调整不仅提高了性能，还为能够在工业规模上加工固体电解质打开了大门，因为工程师将对加工过程有更多的控制。
首席研究员Marm Dixit说：“这是同样的材料，你只是改变了你的制造方式，同时在许多方面改善了电池的性能。”

图片：ORNL
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