北京赛车pk10开奖

MIT研究人员制造新型富锂陶瓷电解质 更安全

2019-08-15来源: 盖世汽车网关键字:固态电池  电解质  锂电池  富锂陶瓷

image.png

锂电池通常使用由液体和聚合物混合而成的电解液,暴露于空气中时,可能引发火灾。固态电池由于采用更加安全的固体材料代替了锂电池中常用的液体聚合物电解液,为业界所推崇。据外媒报道,麻省理工学院(MIT)的研究人员开发新的脉冲激光沉积技术,以更少的热量制造更薄的锂电解质,有望打造充电速度更快、电压更高的固态锂离子电池。这种方法可以使未来固态电池的正极空间更大,并降低加工温度。


这一固态电池电解质加工新技术的关键在于,活性电解质含锂石榴石组分层(Li6.25Al0.25La3Zr2O12或LLZO)与氮化锂(Li3N)层交替出现。首先,在大约300℃的脉冲激光沉积过程中,把这些层体像饼干一样叠加起来。然后,加热到660℃,再缓慢冷却,这一过程称为退火。在退火过程中,几乎所有的氮原子都被烧成气体,原始氮化物层中的锂原子融合到含锂石榴石中,形成单一富锂陶瓷薄膜。石榴石薄膜中额外的锂含量,使材料保留立方结构,使正电荷锂离子在电解质中快速移动。


使用其他方法生产富锂陶瓷材料,比如用烧结工艺加热,也可以产生致密的微观结构,保持较高的锂浓度,但是需要更高的热量,这导致材料体积过大。相比之下,MIT副教授Jennifer Rupp和她的学生开创的新技术,可以制造出大约330纳米厚的薄膜。Jennifer Rupp表示:“我们在电池中加入更安全的材料,新的陶瓷材料使电解质所占的空间减少100倍。一般来说,采用薄膜结构的电解质,而不是厚陶瓷材料,可以使电池具有更大的电极空间,提升活性存储容量。固态电池不需要很大的电解质。”


全新多层沉积技术产生名为含锂石榴石(LLZO)的材料,该材料的离子电导率是迄今为止锂基电解质化合物中最快的,约为2.9 x 10-5 S cm-1。在退火过程中,薄膜中的晶体结构从无序或非晶态向全晶态、高导电相发展。通过这种方法,研究人员就能理解和观察晶体相,从而提高离子电导率。


生产固态电池的挑战之一,是制造这种材料。要想降低制造成本、并与现有电解液锂离子电池的成本持平,是困难的。其中一个主要原因是需要高温处理陶瓷固体电解质。通常情况下,只有在高温环境下,才能实现足够的固态扩散,以混合陶瓷电解质的组成原子。本次研究提出的新方法,通过在纳米结构中插入锂层,将基于石榴石的固态电池的加工温度降低数百度,达到一半以上,有效克服这一障碍。


研究人员在验证含锂石榴石电极的高导电性及新工艺之后,下一步将测试实际电池中的材料,探讨这种材料如何与电池正极发生反应,以及它的稳定性。麻省理工学院和苏黎世联邦理工大学(ETH)联合申请两项多层含锂石榴石/氮化锂加工专利。新加工方法可以精确控制材料中的锂浓度,也可应用于其他锂氧化物薄膜中,如电池电极应用中的钛酸锂和钴酸锂。


关键字:固态电池  电解质  锂电池  富锂陶瓷

编辑:鲁迪 引用地址:http://news.2689mr.com/qcdz/ic471296.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:新的固态电池技术又来了!
下一篇:ANSYS在新能源电池仿真设计中的应用探讨

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

固态电池即将商业化?还早着呢

传统液态锂电池不会是动力电池的技术终点、固态电池是后锂电时代的必经之路早已是行业共识。日本新能源产业的技术综合开发机构——NEDO更是早在2008年就发布了电池研发路线图,固态电池作为发展方向赫然在目。(NEDO 2008年发布的全固态二次电池研发路线图)固态电池究竟什么时候能量产,关系着新能源汽车何时才能真正意义上进入市场,因此固态电池发展的一举一动始终牵动着行业神经。“烟雾弹”密布6月24日,万向A123公司和材料公司Ionic Materials正式对外宣布,全固态电池研发取得里程碑式进展,并称“这种独特的方法使得全固态电池有望在2022年推向市场”。8月28日,赣锋锂业发布2019年半年度报告,表示第一代固态锂电池研制品已
发表于 2019-09-09
固态电池即将商业化?还早着呢

谁能在固态电池全球角力中拔得头筹?

据悉,美国能源部将向通用汽车拨款910万美元,其中200万美元明确表示与固态电池的研发有关。近日,美国能源部宣布,其2019财年的奖励金将拨给从事“先进技术研究”的车企,包括通用汽车和福特都得到了大笔奖金。据悉,美国能源部将向通用汽车拨款910万美元,其中200万美元明确表示与固态电池的研发有关。作为下一代动力电池技术的理想解决方案,固态电池技术比当前主流的锂离子电池技术更加先进,不仅封装尺寸更小、能量密度更高,而且具有更高的可靠性和不易过热性,更不用说装配固态电池的电动汽车充电可能只需要几分钟,而不是几个小时。高能量密度与安全也能“两全其美”自今年以来,包括中国、美国、欧洲等全球市场已经发生了多起新能源汽车自燃起火事故,涉及
发表于 2019-09-04

牛津大学科学家揭秘全固态电池故障机制 或加速实现固态电池量

池在充电时,锂离子还原时形成的树枝状金属锂就是枝晶,会穿过固态、陶瓷和电解质继续蔓延,从而导致电池短路。很久之前,研究人员就知道固态电池的阳极会产生孔隙,但是人们还没有理解此类孔隙在枝晶形成过程中的作用。该研究将前沿电化学和成像技术相结合,基本能够理解孔隙在电池循环中形成,以及孔隙在电池枝晶生长以及电池故障中的作用。研究固态电池的科学家面临两个挑战:1、当电池在充电和不充电状态之间循环时,需要防止枝晶生长。2、固体电解质和锂阳极(带负电荷的电极)在放电过程中会形成孔隙,导致电池两部分之间的接触面积减少。使用两个普通电极的电池很难区分锂电镀和锂剥离的过程,因此该研究的研究人员采用了三极电池,分别研究了在锂金属/陶瓷界面处锂电镀和锂剥离过程
发表于 2019-09-02
牛津大学科学家揭秘全固态电池故障机制 或加速实现固态电池量

SF Motors旗下电池部门推新固态电池 能量密度破纪录或取代锂电池

据外媒报道,美国新能源公司SF Motors旗下部门TeraWatt Technology宣布推出4.5Ah固态电池设计原型,而且该电池的能量密度达到创纪录的432Wh/kg(1122Wh/L)。目前,包括日本东洋株式会社(TOYO System)在内的第三方都在对该电池原型进行验证测试。(图片来源:TeraWatt Technology官网)这款4.5Ah下一代固态电池品牌名为TERA3.0,将于2021年面向部分早期用户推出,在2022年全面上市。同时,TeraWatt Technology将继续迭代TERA3.0设计线,并进一步研发其他电池设计,包括不同的电池模式、尺寸和能量容量。TeraWatt Technology
发表于 2019-08-29
SF Motors旗下电池部门推新固态电池 能量密度破纪录或取代锂电池

与辉能合作 蔚来M固态电池新能源车

基于安全和能量密度的优势,固态电池被公认为动力电池未来发展的主要方向,也是新能源企业的布局重点。8月22日,蔚来与辉能科技签署战略合作协议,双方将共同打造采用辉能MAB固态电池包的样车,并围绕固态电池的生产应用展开进一步合作。近年来,不少汽车厂商都透露过基于固态电池打造电动汽车的计划。例如“Fisker申请固态锂电池专利,最高续航800km,充电1分钟”、“大众计划研发续航1000km固态电池”等新闻屡见不鲜。尽管量产装车进程没有具体时间表,但是从车企尤其是新造车势力的反应来看,其对于固态电池的接纳程度较高,寄希望于前沿的技术路径突破新能源车推广瓶颈。蔚来汽车在动力电池等核心技术领域的布局向来比较“大胆激进”,为了实现更高
发表于 2019-08-24
与辉能合作 蔚来M固态电池新能源车

北京赛车pk10开奖固态电池是“引爆”电动汽车的催化剂吗?

如今,纯电动汽车自燃、爆炸等事件时有发生,而动力电池特别是锂电池安全性,更是萦绕在电气化发展之路上的长期课题。无论是较早推行纯电动的“新势力”,还是正处于转型期的传统车企,在动力电池安全性与长期使用的稳定性方面,都难以给消费者在安全方面“打包票”。所以在车云菌看来,电池技术发展将成为推动各大车企向纯电动转型的催化剂,固态电池可能就是其中之一。一、什么是固态电池1、分类与特点固态电池可根据电解质中液态成分的占比,分为半固态锂电池(液固各占一半)、准固态锂电池(固多液少)、固态锂电池(少量液态)、全固态锂电池,而全固态电池顾名思义是正极、负极和电解质均为固态的锂电池。相比目前纯电动车采用的锂离子或锂聚合物电池,全固态锂电池可“省略
发表于 2019-08-23
固态电池是“引爆”电动汽车的催化剂吗?

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD。com。cn, Inc。 All rights reserved
北京赛车 万彩彩票开户投注注册 北京赛车pk10开奖 北京赛车pk10计划 北京赛车pk10开奖 北京赛车pk10计划 北京赛车 乐购彩票开户 北京赛车pk10计划 天游彩票开户注册网