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標題: 新固態鋰金屬電池3分鐘充滿電﹐可循環超過萬次 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2022-10-5 08:03 AM 標題: 新固態鋰金屬電池3分鐘充滿電﹐可循環超過萬次

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　　美國哈佛大學科學家為電動車開發了一種新型固態鋰金屬電池﹐該電池有望實現3分鐘內完全充電並且可持續使用20年。相關論文發表在最近的《自然》雜誌上。
　　目前﹐初創公司Adden Energy宣佈已獲得哈佛大學技術發展辦公室授予的獨家技術許可﹐用於推進該技術的商業化﹐其目標是將電池縮小為手掌大小的「軟包電池」﹐其組件封裝在鋁塗層薄膜中。這款電池使用的是純金屬形式的鋰﹐而不是目前市場上電動汽車電池所用的鋰離子。同時﹐「固態」是指使用固體電極和固體電解質﹐而不是鋰離子電池中的液體或聚合物凝膠電解質。
　　在實驗室中﹐該團隊的電池原型實現了充電速度快至3分鐘﹐並且在生命週期內可循環超過1萬次。研究人員表示﹐目前﹐即使是同類中最好的電池也只有2,000~3,000次充電循環﹐這項技術可能會「改變遊戲規則」。這款新電池新穎且複雜的設計靈感來自於英式經典三明治。與傳統的鋰離子電池相比﹐鋰金屬電池在相同體積下儲存的能量要多得多﹐而充電時間卻比傳統鋰離子電池少得多。但它們很容易形成「一種微小的﹐剛性的樹狀結構。樹突會在電池中生長﹐其針狀突起的部分稱為枝晶。這些結構像根一樣長入電解質並刺穿分隔陽極和陰極的屏障﹐可能導致電池著火。
　　類似三明治的多層結構可防止枝晶結構生成。如果將電池想像成三明治﹐首先一層是麵包(鋰金屬陽極)﹐然後是生菜(石墨塗層)﹐接下來是一層番茄(第一種電解質)和一層培根(第二種電解質)﹐最後是另一層番茄和最後一塊麵包(陰極)。在這種設計中﹐樹突在「生菜」和「番茄」中生長﹐但在「培根」處停止。「培根」屏障阻止枝晶穿過使電池短路﹐進而防止故障產生。
　　此外﹐該電池可自我修復﹐這意味著它的化學成分允許它回填由枝晶產生的孔。

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