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固态锂电池

引导形象©有一个美好的一天/ adobe股票

哈佛大学研究人员在电池技术方面取得了突破:一款长期持久的固态锂电池。

“锂金属电池被认为是电池化学的圣杯,”研究员辛莉告诉哈佛大学

强,更便宜,更快:今天的大部分电动车(EVS)都是支持的锂离子电池,您在笔记本电脑或智能手机中找到相同类型的电池。

这些电池迅速降低,需要很长时间才能充电。他们有时也会着火 - 所有功能都可以劝阻人们切换到EV。

哈佛索赔新的固态锂电池可以收取至少10,000次。这可能会增加EV电池的预期寿命到15年 - 目前,大多数只有8年或10万英里所保证。

电池还可以让人们在10到20分钟内完全充电。

电池基础:电池有四个主要部件:阴极(带正电),阳极(带负电),分离器(使它们不触摸),以及电解质(携带电流从一侧到另一侧的液体或凝胶)。

当使用电池时,电解质中的离子从阳极移动到阴极,产生电流以供电。当电池充电时,它们会返回阳极。

挑战:固态锂电池用固体材料制成的固态锂电池替换液体电解质,通常是某种类型的陶瓷。它还取代通常由石墨制成的重阳极,用锂金属制成的较轻,只是石墨涂层。

这些变化降低了火灾的风险,让电池更快地充电并保持更多能量。

然而,称为树枝状体的针状结构可以在固态锂电池的阳极上形成。然后小尖峰可以穿过陶瓷,使电池短路。

“我们稳定电池的策略违反直觉。”

卢邦烨

这个怎么运作:为了避免这个问题,哈佛大组开发了一种固态电池,具有两种不同的电解质:一个容易出现枝晶穿透,但更稳定,另一个稳定但德德里特凭证不太稳定。

它们在第一层的层之间夹在第二种类型的电解质中。然后,树突可以穿透含有第一电解质的层,而是因为它们无法突破包含第二层的层,因此它们不能使电池短路。

“我们将不稳定的策略稳定稳定电池感觉违反直觉,而只是像锚可以引导和控制螺丝进入墙壁,所以我们的多层设计指南也可以控制树突的生长,”卢邦叶共同作者解释。

作为奖励,哈佛大常的固态锂电池的化学导致它填充了树枝状曲线引起的任何孔,这意味着它基本上是愈合本身。

“电池公司说一件事,汽车制造商对另一件事说。”

鑫李

冷水:哈佛大仅制造了迄今为止其固态锂金属电池的硬币尺寸原型。为了为车辆供电,我们需要一些关于教科书的大小的东西 - 并达到那个点并不容易。

“扩大到EVS不是一个琐碎的问题 - 有许多工程方面我们将在后来找出,”李告诉IEEE频谱

至于任何人都能购买含有哈佛的固态锂电池的EV,这取决于你所要求的,根据李。

“电池公司说一件事,汽车制造商说了另一件事,”他说。“我的猜测是五到十年。”

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