为了突破电池设计界限，在给定的空间或重量内容纳越来越多的功率和能量，研究人员正在探索一种更有前景的技术，在锂离子电池的两个电极之间使用固体电解质材料，而不是电解质。
(来源:麻省理工学院)
但这种电池一直存在一个问题，就是其中一个电极会形成金属枝晶，最终与电解液连接，使电池短路。据国外媒体报道，来自麻省理工学院(MIT)和其他机构的研究人员现在找到了一种防止枝晶形成的方法，有望增强这种新型高功率电池的潜力。
参与这项研究的麻省理工学院的研究人员包括研究生理查德.帕克、蒋永明教授和克雷格.卡特，其余的研究人员来自德克萨斯A & amp大学。m大学)、布朗大学和卡内基梅隆大学。
固态电池兼具安全性和能量密度，因此这项技术备受关注。但是研究人员Yet-Ming Chiang说:“获得能量密度的唯一方法是使用金属电极。”将金属电极与液体电解质耦合可以获得良好的能量密度，但与固体电解质相比，不能获得同样的安全优势。固态电池使用金属电极是有意义的，但这种电池的发展受到枝晶生长的阻碍，枝晶最终会填充两个电极板之间的间隙，导致电池短路。众所周知，在快速充电的情况下，电流越大，枝晶形成越快。目前实验固态电池所能达到的电流密度远低于商用充电电池的需求。不过，研究人员认为它的发展前景是好的，因为这种实验版本的电池可以存储几乎两倍于传统锂离子电池的能量。
该团队采用了固体和液体之间的折衷方案来解决枝晶问题。研究人员制造半固体电极，与固体电解质材料接触。半固态电极可以在界面上提供自修复表面，而不是固态脆性表面，这可能导致微小裂纹，为枝晶形成铺平道路。
这种灵感来自实验性高温电池，其中一两个电极由熔融金属制成。据报道，这种熔融金属电池的温度可达数百摄氏度，无法用于便携式设备。但是，从这项工作可以看出，液体界面可以实现高电流密度，而不会形成枝晶。研究人员理查德·帕克(Richard Park)说:“出发点是开发基于精心选择的合金的电极，以便引入一种可以用作金属电极自我修复成分的液相。”
这种材料是固体而不是液体，但它类似于牙医用来填充蛀牙的汞合金固体金属，它仍然可以流动和成型。在这种情况下，它是由钠和钾的混合物制成的，在正常的电池工作温度下，它处于固态和液态。研究小组已经证明，该系统的工作电流可能比使用固体锂而不形成任何枝晶大20倍。下一步将是用实际的含锂电极复制这种性能。
在固态电池的第二个版本中，研究小组在固体锂电极和固体电解质之间引入了一层非常薄的液态钠钾合金。结果表明，该方法还能克服枝晶问题，为进一步研究提供了另一种途径。
研究人员表示，这种新方法适用于许多不同版本的固态锂电池。该团队将在下一步展示该系统对各种电池架构的适用性。为了突破电池设计界限，在给定的空间或重量内容纳越来越多的功率和能量，研究人员正在探索一种更有前景的技术，在锂离子电池的两个电极之间使用固体电解质材料，而不是电解质。
(来源:麻省理工学院)
但这种电池一直存在一个问题，就是其中一个电极会形成金属枝晶，最终与电解液连接，使电池短路。据国外媒体报道……报道称，来自麻省理工学院(MIT)和其他机构的研究人员现在找到了一种防止枝晶形成的方法，有望增强这种新型高功率电池的潜力。
参与这项研究的麻省理工学院的研究人员包括研究生理查德.帕克、蒋永明教授和克雷格.卡特，其余的研究人员来自德克萨斯A & amp大学。m大学)、布朗大学和卡内基梅隆大学。
固态电池兼具安全性和能量密度，因此这项技术备受关注。但是研究人员Yet-Ming Chiang说:“获得能量密度的唯一方法是使用金属电极。”将金属电极与液体电解质耦合可以获得良好的能量密度，但与固体电解质相比，不能获得同样的安全优势。固态电池使用金属电极是有意义的，但这种电池的发展受到枝晶生长的阻碍，枝晶最终会填充两个电极板之间的间隙，导致电池短路。众所周知，在快速充电的情况下，电流越大，枝晶形成越快。目前实验固态电池所能达到的电流密度远低于商用充电电池的需求。不过，研究人员认为它的发展前景是好的，因为这种实验版本的电池可以存储几乎两倍于传统锂离子电池的能量。
该团队采用了固体和液体之间的折衷方案来解决枝晶问题。研究人员制造半固体电极，与固体电解质材料接触。半固态电极可以在界面上提供自修复表面，而不是固态脆性表面，这可能导致微小裂纹，为枝晶形成铺平道路。
这种灵感来自实验性高温电池，其中一两个电极由熔融金属制成。据报道，这种熔融金属电池的温度可达数百摄氏度，无法用于便携式设备。但是，从这项工作可以看出，液体界面可以实现高电流密度，而不会形成枝晶。研究人员理查德·帕克(Richard Park)说:“出发点是开发基于精心选择的合金的电极，以便引入一种可以用作金属电极自我修复成分的液相。”
这种材料是固体而不是液体，但它类似于牙医用来填充蛀牙的汞合金固体金属，它仍然可以流动和成型。在这种情况下，它是由钠和钾的混合物制成的，在正常的电池工作温度下，它处于固态和液态。研究小组已经证明，该系统的工作电流可能比使用固体锂而不形成任何枝晶大20倍。下一步将是用实际的含锂电极复制这种性能。
在固态电池的第二个版本中，研究小组在固体锂电极和固体电解质之间引入了一层非常薄的液态钠钾合金。结果表明，该方法还能克服枝晶问题，为进一步研究提供了另一种途径。
研究人员表示，这种新方法适用于许多不同版本的固态锂电池。该团队将在下一步展示该系统对各种电池架构的适用性。
标签：前途
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