新型固態鋰電池能夠在100℃高溫下安全使用

鋰離子電池已經在人們的日常生活中普及（電動汽車和手機上無處不在），但研究人員們仍在努力打造出更安全的版本。鋰離子電池以“小身材、大容量”而為人們所熟知，但容易在高溫下造成大麻煩。為了避免“自燃”，將可燃的液態電解質換成固態的形式，或許是克服該問題的一種途徑。研究人員們剛剛給出了一個可能的答案，其打造出了一種固態鋰離子電池，能夠經受 100℃的高溫而不會起火。

當前電池已能在 95℃（203℉）及以上溫度很好地使用。

即使你沒有將手機放在太陽底下暴曬的經歷，也可能回想起屏幕上的高溫預警，比如“請在手機降溫后再繼續使用”。

這是因為電池中的液體電解質能夠在高溫下膨脹或被點燃。不正確地充電、過熱，都可能是造成這類型故障的其中一個原因。

雖然鋰電池失效的概率并不高，但它在世界上的總體擁有量還是相當驚人，當然你也肯定不希望手上的 iPhone 或駕駛的電動汽車遇到這樣的意外。

研究人員們希望鋰電池變得更加安全，方法可以是內置智能芯片來監測電池健康度、或者將液體電解質換成固態的成分。

電解質充斥在電極正負極之間，而固態電池顯然更能耐受高溫，盡管這種概念也帶來了另一種問題——如何連接固態電極和固態電解質，允許電荷流動、盡可能地減少電阻、以及充電時間。

瑞士蘇黎世聯邦理工學院的研究人員們，提出了一個聲稱已解決此問題的電池設計。他們將新型電池比作是一塊三明治，電極是兩片面包、固體電解質則是中間層的肉。

石榴石（garnet）是一種形成各種寶石的礦物，它作為水刀切割中的研磨材料、同時也是已知的鋰離子中導電率最高的一種材料。

團隊精心制作了這樣的固體石榴石電解質，以利用它的多孔表面特性。粘性負極讓它能夠滲入孔中，這樣電極和電解質之間的接觸面積就會非常大，這意味著電池能夠更快地充電。

在測試中，團隊發現它能夠承受 100℃（212℉）的高溫。合著者 Jan van den Broek 表示：“采用液體或凝膠電解質的電池，是無法經受這么高的使用溫度的”。

在當前階段，電池的最佳運行溫度為 95℃（203℉）及以上，這樣的溫度能夠更好地促進鋰離子的移動。至于應用前景，它也適合在儲能電廠進行部署。

這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《先進能源材料》（Advanced Energy Materials）期刊上。

編譯自：New Atlas , 來源：ETH Zurich

來自: cnBeta