據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種可擴(kuò)展的低成本方法，能夠改善固態(tài)電池中材料的連接。一直以來(lái)，材料連接都是安全、長(zhǎng)壽命儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)開(kāi)發(fā)的重要挑戰(zhàn)。
       與當(dāng)今鋰離子電池中的液體電解質(zhì)相比，固態(tài)電池采用的固態(tài)電解質(zhì)，一種更安全、快速充電的架構(gòu)。一個(gè)成功的固態(tài)商業(yè)電池系統(tǒng)的尺寸很小，但能量密度約為鋰離子電池的兩倍，可大大提高電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。

（圖片來(lái)源：ORNL）

       制造固態(tài)電池的挑戰(zhàn)之一是很難實(shí)現(xiàn)材料正確連接，并在重復(fù)的充電和放電循環(huán)中保持穩(wěn)定。科學(xué)家們將該特性稱之為接觸阻抗，并不斷采用高壓等方法克服這一特性。但該過(guò)程會(huì)引起短路，且需要定期重新施加壓力，從而使用售后市場(chǎng)應(yīng)用擴(kuò)展電池壽命。
       通過(guò)使用電化學(xué)脈沖，ORNL研究人員可以消除將鋰金屬陽(yáng)極材料層與固體電解質(zhì)材料連接時(shí)形成的空隙：在這種情況下，陶瓷石榴石型電解質(zhì)LALZO（Li6.25Al0.25La3Zr2O12）施加短期高壓脈沖會(huì)增加材料界面處的接觸，同時(shí)避免負(fù)面作用。
       該非破壞性、低成本的脈沖方法會(huì)產(chǎn)生局部發(fā)熱電流，圍繞著鋰金屬包裹的空隙并使其消散。該團(tuán)隊(duì)對(duì)材料進(jìn)行了重復(fù)實(shí)驗(yàn)和高級(jí)表征，結(jié)果表明在應(yīng)用脈沖方法后，電池組件沒(méi)有降解。這種方法還可以進(jìn)行擴(kuò)展，從而移除或更新固態(tài)電池，使其恢復(fù)至原始容量。
       此前，ORNL電池研究人員使用電化學(xué)脈沖可修復(fù)可能在固體電解質(zhì)中形成的破壞性枝晶。而此次開(kāi)發(fā)的新方法正是基于此方法得出。研究項(xiàng)目還處于研發(fā)階段，包括使用更先進(jìn)的電解質(zhì)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。ORNL的多學(xué)科儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)也在努力將其突破擴(kuò)大到工作規(guī)模的固態(tài)電池系統(tǒng)。
       該項(xiàng)目充分利用了ORNL的DOE電池制造工廠。該研究由美國(guó)能源部能源效率辦公室（Office of Energy Efficiency）和可再生能源汽車技術(shù)辦公室（Renewable Energy’s Vehicle Technologies Office）以及ORNL的實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃（Laboratory Directed Research and Development Program）資助。

（轉(zhuǎn)載）