固態電池技術面臨的四個挑戰

加州大學聖地亞哥分校的科學家們在一篇論文中概述了固態電池發展的技術路線圖,以及該技術發展所面臨的四個挑戰。


固態電池技術面臨的四個挑戰

比利時的固體電池生產線

隨著未來幾年能源存儲需求的增長,解決電池技術的共同問題至關重要,其中防火安全、能源密度、耐用性和可回收性是最重要的。

固態電池的特點是使用固體電解質,而不是鋰離子電池中使用的液體和凝膠。固態電池為儲能提供了巨大的潛力,研究機構和工業企業正在努力將這項技術投入大規模的商業生產。

加州大學聖地亞哥分校(UCSD)是研究固態電池的機構之一,並在其實驗室中開發了幾種新的電池化學反應的解決方案。現在,UCSD著眼於固態電池技術的更大前景,以及隨著電池類型接近生產,需要考慮的因素。


固態電池技術面臨的四個挑戰

UCSD的研究人員認為有四個因素影響著固態電池的前沿發展,即:穩定的化學電解質和電極之間的接口,可持續製造工藝和設計再循環能力。它們都是相互關聯的。必須找到同時應對所有這些挑戰的解決方案。”

儘管製造能夠在室溫下工作的固態電解質一直被認為是這項技術的一個關鍵目標,UCSD小組指出,現在有多種選擇可以超越液態電解質,所以是時候把重點轉移到電池組件之間的化學相互作用上了。在這一點上,應該把注意力從追求更高的離子電導率上轉移開,相反的,應該關注固態電解質和電極之間的穩定性。

由於固體電解質通常比液體替代品更不透明,因此要在納米尺度上了解電池的運作就更加複雜。包括低溫冷凍和x射線成像的可能性。

設計可循環利用和二次使用的固態電池是關鍵,但是需要一個強大的供應鏈,可以實際地和經濟地擴大規模。成本效益高的可重複利用性和可回收性必須納入未來發展的需要,以開發全固態電池,提供500瓦時/公斤或更高的高能量密度。

因為鋰離子電池不可以回收利用,現在希望未來的固態電池可以完成這個目標。


分享到:


相關文章: