独家 | 美国科学家开发铝箔负极的固态锂离子电池
独家 | 美国科学家开发铝箔负极的固态锂离子电池
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全固态电池是一种使用固体电解质而不是液体或聚合物凝胶电解质的新型电池。全固态电池具有许多潜在的优点：
更高能量密度: 固态电池可以储存比传统锂离子电池更高能量。这意味着使用固态电池的电动汽车可以实现更长的续航里程。
更快充电速度: 固态电池可以比传统锂离子电池更快地充电。这是因为固体电解质不会像传统锂离子电池中的液体电解质那样减慢离子的移动速度。
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更安全: 固态电池不太可能发生火灾或爆炸，这是因为固体电解质不易燃。
然而，在全固态电池能够被广泛商业化之前，还需要解决一些挑战。这些挑战包括：
成本: 固态电池的制造成本比传统锂离子电池更高。这是因为固态电池中使用的材料更昂贵。
性能: 固态电池尚未被证明与传统锂离子电池一样可靠。这是因为固态电池仍在开发中。
“康桥电池能源CamCellLab”公众号了解到，近日，美国佐治亚理工学院的研究人员在全固态锂离子电池结构中使用了基于铝箔的负极，并设计了工程微结构。他们报道称，在高电流密度下，这些电池经过数百次循环稳定。而在传统锂离子电池中使用纯铝箔时，由于锂在材料内部的运动引起的膨胀和收缩，铝箔会在几次充放电循环后断裂和失效。
图1：具有石墨复合负极和液体电解质的锂离子电池（LIB）、负极具有1倍过量锂金属的SSB、具有致密硅负极的SSB和具有致密铝负极的SSB的能量密度比较
“康桥电池能源CamCellLab”公众号了解到，佐治亚理工学院的研究人员采用30微米厚的Al94.5In5.5作负极，Li6PS5Cl作为固态电解质和LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2为正极。这种新型全固态电池在高电流密度（6.5 mA/cm²）提供了数百次稳定循环，表现出明显改善的性能和稳定性。
“康桥电池能源CamCellLab”公众号认为，这种全固态电池的多相Al-In微结构通过铝基质内的分布式LiIn网络，使得电池在速率性能和可逆性方面表现出更好的行为。这些结果展示了通过负极电极的设计，可以实现改进的全固态电池，并简化制造工艺的可能性。新型全固态电池在今后的开发，将有可能彻底改变电动车市场。
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