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技術(shù) | 一種穩(wěn)定固態(tài)鋰離子電池界面的方法開啟了新的可能性

2022-03-11 09:42:14 來(lái)源：cnBeta
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簡(jiǎn)介：在無(wú)休止地尋求在不增加電池重量或體積的情況下將更多能量裝入電池的過(guò)程中，一種特別有前途的技術(shù)是固態(tài)電池。在這些電池中，通常在電極之間來(lái)回?cái)y帶電荷的液體電解質(zhì)被固體電解質(zhì)層所取代。這種電池不僅有可能以其尺寸提供兩倍的能量，而且還能從根本上消除與今天的鋰離子電池有關(guān)的火災(zāi)危險(xiǎn)。
在無(wú)休止地尋求在不增加電池重量或體積的情況下將更多能量裝入電池的過(guò)程中，一種特別有前途的技術(shù)是固態(tài)電池。在這些電池中，通常在電極之間來(lái)回?cái)y帶電荷的液體電解質(zhì)被固體電解質(zhì)層所取代。這種電池不僅有可能以其尺寸提供兩倍的能量，而且還能從根本上消除與今天的鋰離子電池（鋰離子電池負(fù)極材料技術(shù)與設(shè)備研討會(huì)）有關(guān)的火災(zāi)危險(xiǎn)。
關(guān)于涂層 /coating/
有一件事阻礙了固態(tài)電池的發(fā)展。固體電解質(zhì)層和兩邊的電極之間的邊界的不穩(wěn)定性會(huì)大大縮短這種電池的壽命。一些研究使用了特殊的涂層來(lái)改善層間的結(jié)合，但這增加了制造過(guò)程中額外涂層步驟的費(fèi)用?，F(xiàn)在，某研究小組已經(jīng)想出了一種方法，可以達(dá)到相當(dāng)于或超過(guò)涂層表面耐久性的結(jié)果，但不需要任何涂層。
關(guān)鍵步驟 /process/
新方法只需要在一個(gè)關(guān)鍵的制造步驟（稱為燒結(jié)）中消除存在的任何二氧化碳，在這個(gè)步驟中，電池材料（鋰離子電池負(fù)極材料技術(shù)與設(shè)備研討會(huì)）被加熱，以在陰極和電解質(zhì)層之間建立結(jié)合，而電解質(zhì)層是由陶瓷化合物制成的。盡管空氣中存在的二氧化碳數(shù)量少得可憐，以百萬(wàn)分之幾計(jì)算，但它的影響卻是巨大而有害的。研究人員說(shuō)，在純氧中進(jìn)行燒結(jié)步驟，可以創(chuàng)造出與最好的涂層表面性能相匹配的結(jié)合物，而沒有涂層的額外成本。
導(dǎo)電性問(wèn)題已經(jīng)得到有效解決，合理的高導(dǎo)電性材料已經(jīng)被證明。但是，克服在界面上出現(xiàn)的不穩(wěn)定性則要困難得多。這些不穩(wěn)定因素在這種電池的制造和電化學(xué)（第一屆全國(guó)有色金屬電化學(xué)與碳減排會(huì)議）操作過(guò)程中都可能發(fā)生，但目前研究人員已經(jīng)把重點(diǎn)放在制造上，特別是燒結(jié)過(guò)程。他們證明，避免二氧化碳，特別是在燒結(jié)過(guò)程中保持純氧氣氛，可以在高達(dá)700度的溫度下產(chǎn)生非常好的結(jié)合，而且沒有任何有害的化合物形成。
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