鉅大LARGE | 點擊量：813次 | 2021年10月22日
這種固態(tài)電池，只要一種材料就夠了
馬里蘭大學(xué)的研究人員研究出了一種新型固態(tài)電池材料，不過在車云菌揭曉之前，請你先自行想象一塊經(jīng)典奧利奧。
傳統(tǒng)固態(tài)電池兩頭各有一層電極材料，就像松松脆脆的餅干。夾在餅干間幼滑的奶油層，就是電池電解質(zhì)。假如你把兩頭餅干連接，電子便可以在奶油層開始跑動，整塊電池就進入了充放電狀態(tài)。
馬里蘭大學(xué)研究出的這種新材料可用于制造固態(tài)電池，特點是兼具電極和電解質(zhì)屬性。換句話說，單靠一種類似餅干奶油的混合體，就能造出一塊電池，并且完成輸出和儲存電量的整個過程。
這個新材料糅合了包括硫磺、鍺、磷以及鋰在內(nèi)的多種單質(zhì)與化合物。在混合體的兩頭，研究人員只是稍稍施加“魔法”——加入碳，于是末端就神奇地轉(zhuǎn)換為電極角色。而碳僅僅是幫助驅(qū)使電子流動的催化劑，好比在餅干奶油混合物兩頭加了點兒糖。
單塊電池剖面圖。電解質(zhì)（呈現(xiàn)綠色）構(gòu)成了整塊電池的基礎(chǔ)，
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
頂端和底部的電極由基礎(chǔ)材料添加碳制成（呈現(xiàn)灰色）。
這種電池技術(shù)的革新之處在于，它解決了電極和電解質(zhì)界面間反應(yīng)時，逐漸出現(xiàn)的電阻問題。傳統(tǒng)固態(tài)電池在充放電時，兩者間的長時間交互用途會出現(xiàn)一層無用材料。這塊無用材料就好比一堵墻，新增了固體電解質(zhì)表面的電阻，時間久了電池?zé)崃繒S之攀升，壽命也會大幅縮短。新電池因為全都是一種材料，所以電流通過時不存在過多阻力。這意味著電池的充放電過程將會非常平順。
此外雖然沒有電池能量密度的具體信息，但是一位項目工作人員透露了幾個數(shù)字。他表示，新技術(shù)生產(chǎn)的電池厚度為600微米，大約是1分硬幣厚度的二分之一。但是與相同厚度的傳統(tǒng)固態(tài)電池比較，新電池中的薄膜比傳統(tǒng)固態(tài)電池中的薄膜厚了約40倍。
這就意味著相同體積的電池產(chǎn)品，可以儲存的電能將會更多。假如應(yīng)用到電動汽車案例中，單塊電池可以保證同等續(xù)航的水平上，帶來更寬敞的空間設(shè)計。另外這種電池在制作程序上，可以采用混合物粉末壓縮進塑料和鐵桶封裝的模式，并不復(fù)雜。這一特點便于制造不同形態(tài)的電池產(chǎn)品，在多個電池的組合方法上，設(shè)計者可以在車身角落靈活安置這些電池。
目前這款電池仍然在概念驗證階段，相關(guān)信息并不豐富。項目研究人員仍在不斷測試電池充放電的次數(shù)，看它是否可以量產(chǎn)。另外還有幾處可以優(yōu)化，硫化物為基礎(chǔ)的混合物并不是那么環(huán)保的材料，所以下一步研究者將會嘗試用氧化物來代替，這樣降解過程不會出現(xiàn)含硫氣體。
當(dāng)然電池產(chǎn)品的安全性、穩(wěn)定性等一系列參數(shù)，會成為實驗室驗證的硬性指標(biāo)。而平衡材料成本和能量密度，則是從實驗室走向量產(chǎn)的敲門磚。
