固態電池的能量密度翻倍

固態電池的能量密度翻倍

隨著今天的可充電電池技術達到傳統鋰離子和鋰聚合物設計所能達到的物理極限，研究人員不得不尋找其他地方以顯著改善電動汽車（EV）的范圍。

固態電池是一種新興的選擇。相信具有更高的能量密度（2.5倍），更快的充電和更多的充電/放電循環，固態電池是解決當前鋰離子電池固有缺點的有希望的候選者，例如電解質泄漏，可燃性和能量密度有限。

固態電池技術的主要優點來自于使用固體電極和固體電解質代替鋰離子或鋰聚合物電池中的液體或聚合物電解質。

在Z近結束的歐洲電動汽車電池峰會（6月17日至19日，柏林）上，Imec宣布推出一款固態鋰金屬電池，其能量密度為400 Wh /升，充電速度為0.5C（2小時）成為固態電池的記錄組合。通過回顧，電池的充電和放電速率由C-速率控制。電池的容量通常為1C，這意味著額定為1 Ah的充滿電的電池應提供1小時的1A。

比利時研發中心開發的固體納米復合電解質具有高達10毫西門子/厘米（mS / cm）的極高導電率，研究人員表示，它具有更高的電導率。新材料的一個關鍵特征是它通過濕化學涂層作為液體涂覆。之后只有在電極中已經就位時才轉換成固體。這樣，它非常適合于鑄造成致密的粉末電極，在那里填充所有空腔并實現Z大程度的接觸，就像液體電解質一樣。

使用固體納米復合電解質與標準磷酸鐵鋰（LFP）陰極和鋰金屬陽極相結合，Imec成功將去年報告的結果翻了一番。它繼續遵循其路線圖，到2024年，在2-3C（不到半小時）的充電速度下達到1,000 Wh /升的密度。

此外，Imec宣布已在EnergyVille校園開發了固態電池制造試驗線（EnergyVille是佛蘭芒研究合作伙伴KU Leuven，VITO，Imec和哈瑟爾特大學在可持續能源領域的合作）并與哈瑟爾特大學聯合在比利時亨克成立。該試驗線允許制造高達5 Ah容量的原型電池。

Imec和哈瑟爾特大學在比利時亨克的EnergyVille校園建立了固態電池生產試驗線。 

該設施包括一個300平方米的電池組裝試驗線，干燥室為100平方米（鋰離子電池的制造需要在干燥的房間內進行一些處理步驟，其中水分含量保持在百萬分之100以下;這種干燥房間的設計和操作增加了電池的成本。

傳統的A4片對片濕涂層生產線據說非常適合于固體電解質的加工。因此，新電池的組裝可以通過對鋰離子電池的現有生產線的略微修改來完成，這意味著新技術不需要昂貴的投資來從濕式電池切換到固態電池。

 “新電池表明我們的突破性電解液可以集成到電池中，”Imec / EnergyVille的科學總監Philippe Vereecken說。 “該試驗線使我們能夠采取下一步措施，將電池突破提升至工業相關工藝和格式，采用類似于濕電池的制造工藝?！?/span>