科技生活| 固態電池更安全更高效 微調製造方式修補缺陷

美國田納西州的橡樹嶺國家實驗室(ORNL)已經想出了一個可能產生重大影響的小調整方法。通過對一種固態電池的製造方式進行小的改變，科學家們成功地消除了電解質薄膜中的缺陷，為更安全和更高效的電池開闢了道路。

固態電池(Solid-state batteries)有很大的前景。與目前的鋰離子電池(lithium-ion batteries)不同，固態電池不包含易燃液體，而易燃液體是一個主要的缺點，筆記本電腦和電動汽車爆燃的故事說明了這一點。固態電池的毒性也較低，具有更高的能量密度，充電速度更快，並能在更多的充電周期中存活而不發生變質。

問題是，與液體電池相比，製造這種電池既困難又昂貴，其中一個主要挑戰是作為電池關鍵的電解質薄膜的缺陷。薄膜中形成的微小氣泡阻礙了離子在電極之間的移動，減慢了充電和一般操作速度。

一種電解質薄膜是由反過氧化物（Li2OHCl）製成的，其中材料的顆粒被壓製成片狀。這些經常產生不良的缺陷，降低了效率。為了克服這個問題，橡樹嶺團隊「增加了加熱壓片的步驟，然後讓電解質在壓力下冷卻」。結果是一種沒有氣泡、表面氮富集度更高的薄膜，其導電性能也提高了近1000倍，臨界電流密度提高了近50%，並且親鋰性更好，這是固態電池穩定性的一個關鍵因素。

據研究人員稱，新的調整不僅提高了性能，還為能夠在工業規模上加工固體電解質打開了大門，因為工程師將對加工過程有更多的控制。
首席研究員Marm Dixit說：「這是同樣的材料，你只是改變了你的製造方式，同時在許多方面改善了電池的性能。」

圖片：ORNL
T09

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