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英科学家成功构建全固态薄膜电池雏形

钜大LARGE  |  点击量:82次  |  2020年06月04日  

摘要
蓄电池发展至今已有150年的历史了,然而电池的构造却并未发生大的变化。无论使用哪种电化学体系(如铅酸电池、镍氢电池或锂离子电池),电极需要被液态的电解质浸润,并与之发生反应,从而产生电流。这种固态

蓄电池发展至今已有150年的历史了,然而电池的构造却并未发生大的变化。无论使用哪种电化学体系(如铅酸电池、镍氢电池或锂离子电池),电极要被液态的电解质浸润,并与之发生反应,从而出现电流。这种固态和液态并存的结构不可防止地导致了电池的体积偏大,并且存在漏液的危险。因此,全固态的电池结构被广泛认为是一种更诱人的解决方法。


幸运时时彩官网以锂离子电池为例:将易燃的液态电解质替换为无机的陶瓷材料,电池的体积可以减少一半,并且不存在任何安全隐患。然而,高电导率固态电解质材料的缺失大大阻碍了全固态电池的发展,同时全固态电池的生产也对设备和工艺提出了更高的要求。使用薄膜沉积的技术路线可以将这两个问题一并解决,并且生产出的电池有着更长的循环寿命,还可以在几分钟内完成充电。目前来自英国的科学家成功构建了全固态薄膜电池的雏形,并达到了所有预期的优点。该项革新技术由Ilika和汽车巨头丰田公司共同开发完成。Ilika是一家英国的基础材料研发公司,正在协助丰田开发多项技术,其中包括固态电解质的研发。联合的项目开发造就了一项新的薄膜电池生产技术,该技术适用于大规模生产。丰田公司已将初步结果在一些欧洲的科技大会上公布。据悉,Ilika首席执行官Graemepurdy将参加十月份在大连召开的低碳地球峰会(LCES),并于十月二十日就全固态薄膜电池技术进行介绍。


新的全固态电池通过沉积手段合成,呈多层薄膜状。开发过程中使用了Ilika独有的高通量物理气相沉积平台,该平台可将基础材料的研发进程加快10至100倍。Ilika借助其技术优势,吸引了一大批全球领先的跨国公司进行合作研发。例如,壳牌氢能的研发总监JoepHuijsmans博士曾评价道:Ilika高通量的合成和筛选技术非常高产,在合作过程中给我们留下了深刻的印象。壳牌氢能也是Ilika的合作伙伴之一。


Ilika的全固态薄膜电池相较传统电池有了全方位的性能提升,能满足重要细分市场的需求:电池的厚度和重量减少了30%;电动汽车的续航里程大大新增,并且只需区区数分钟进行充电;电网能为可再生能源项目配备寿命达几十年的储能系统。更重要的是,随着生产规模的扩大,由于薄膜的生产技术和光伏、半导体行业有着许多共通点,全固态薄膜电池的生产成本也会以相同的速度迅速下降。


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