．康乃爾大學固態電池技術突破 延長電池壽命/提升充電能力

Solid State Batteries Just Around the Corner?

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來源： 盖世汽车网

（圖片來源：康奈爾大學官網）

人們對電池的要求並不高：在需要的時間，內盡可能長時間地提供能量，充電速度快，不會突然起火，但是2016年的一系列手機電池起火事件，動搖了消費者對鋰離子電池的信心。

自上世紀80年代推出以來，鋰離子電池曾幫助，引領現代便攜式電子產品的發展，但是一直受到安全問題的困擾。隨著人們對電動汽車興趣越來越大，研究人員和業內人士，都在尋找改進充電電池的技術，此類技術需要能夠安全可靠地，為汽車、自動駕駛汽車、機器人和其他下一代設備提供動力。

據外媒報導，美國康乃爾大學（Cornell University）的一項新研究，改進了固態電池的設計。固態電池本質上，比現有的鋰離子電池更安全，能量密度也更高，鋰離子電池依賴易燃液體電解質，將儲存在分子鍵中的化學能量，快速轉移至電能中。

康奈爾大學研究人員，將液體電解質轉化為，電化學電池內部的固體聚合物，利用了液體和固體的特性，以克服當前影響電池設計的關鍵限制。

該研究的博士後研究員兼首席作者Qing Zhao表示：「可以想像一下，一杯裝滿冰塊的玻璃杯，有些冰塊會接觸到玻璃杯，但是也有縫隙。但是如果將玻璃杯裝滿水，並且冰凍起來，介面就會被完全覆蓋，玻璃杯內的冰塊與水之間，就可以建立起牢固的聯繫。在電池中利用同樣的概念，就可以促進離子在電池電極固體表面，向電解質高速率轉移，而不需要可燃液體。」

該方案的關鍵，在於引入特殊分子，在不損害電池其他功能的情況下，在電化學電池內引發聚合。如果電解質是環醚，可設計引發劑，讓其撕裂環，從而產生結合在一起的反應性單體鏈，以產生與醚的化學性質，基本相同的長鏈狀分子。

此類堅固的聚合物在金屬介面處保持了緊密連接，猶如玻璃杯中的冰塊。

固態電解質，除了有助於提高電池的安全性外，還有助於讓下一代電池，能夠利用鋰和鋁等金屬作為陽極，與當今最先進電池技術相比，可實現更大的能量儲存。

在此種情況下，固態電解質可以防止金屬形成樹突，從而導致電池短路、過熱和故障。儘管固態電池優勢明顯，但是大規模量產遭受了阻礙。

製造成本高，以前的設計導致的介面性能差，都造成了重大的技術障礙，此外，固態系統還能夠穩定電池熱變化，從而免去電池冷卻的必要。

據研究人員所說，生產新型聚合物電解質的現場技術，有望延長高能量密度，可充電金屬電池的循環壽命，提升充電能力。

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