蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，美國能源部橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的科學(xué)家開發(fā)出一種可擴展的低成本方法，能夠改善固態(tài)電池中材料的連接。一直以來，材料連接都是安全、長壽命儲能系統(tǒng)實現(xiàn)商業(yè)開發(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，可大大提高電動汽車的續(xù)航里程。

（圖片來源：ORNL）

制造固態(tài)電池的挑戰(zhàn)之一是很難實現(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?？茖W(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。但該過程會引起短路，且需要定期重新施加壓力，從而使用售后市場應(yīng)用擴展電池壽命。

通過使用電化學(xué)脈沖，ORNL研究人員可以消除將鋰金屬陽極材料層與固體電解質(zhì)材料連接時形成的空隙：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增加材料界面處的接觸，同時避免負面作用。

該非破壞性、低成本的脈沖方法會產(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。該團隊對材料進行了重復(fù)實驗和高級表征，結(jié)果表明在應(yīng)用脈沖方法后，電池組件沒有降解。這種方法還可以進行擴展，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。而此次開發(fā)的新方法正是基于此方法得出。研究項目還處于研發(fā)階段，包括使用更先進的電解質(zhì)材料進行實驗。ORNL的多學(xué)科儲能團隊也在努力將其突破擴大到工作規(guī)模的固態(tài)電池系統(tǒng)。

該項目充分利用了ORNL的DOE電池制造工廠。該研究由美國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的實驗室指導(dǎo)研究與開發(fā)計劃（Laboratory Directed Research and Development Program）資助。

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