
为了寻求能够提供更大功率和更安全运行的电池,研究人员正在努力用固体材料代替当今锂离子电池中常用的液体。现在,布朗大学和马里兰大学的一个研究小组开发了一种用于固态电池的新材料,该材料来自一种不太可能的来源:树木。

美国加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师们与韩国电池制造商LG能源解决方案公司的研究人员合作,使用固态电解质和全硅阳极,创造了一种新型的硅全固态电池。最初的几轮测试表明,新电池安全、持久且能量密集,可提供500次充放电循环,室温容量保持率为80%,为使用硅等合金阳极的固态电池开辟了一个新领域,有望用于从电网存储到电动汽车的广泛领域。相关研究日前发表在《科学》杂志上。

虽然向可再生能源过渡是重中之重,但也需要开发储能设备以度过低生产周期。锂离子电池目前是我们最好的选择,但不能满足非常高的能量要求。加州大学圣地亚哥分校的研究人员与 LG Energy Solutions 合作,通过开发具有硅阳极的固态电池,可能已经解决了我们对能量密集型电池的需求。

中国科学技术大学马骋教授团队设计并合成了一种同时具有成本与性能优势的锂电池固态电解质,从而打破了固态电解质材料生产成本和综合性能难以兼得的瓶颈,使得全固态电池的商业化不再只是遥不可及的“锂”想。相关成果发表在《自然·通讯》上。

电动汽车全固态电池的生产商Solid Power 提供了其全固态电池平台技术及其支持的三种独特电池设计的详细信息。Solid Power还宣布成功将其高含量硅全固态电池过渡到该公司位于科罗拉多州的生产线。

全球技术材料专家Saint-Gobain将与以色列电池技术初创公司Addionics合作,根据以色列-美国BIRD能源计划开发具有新型电极组件的下一代固态锂离子电池。该合作伙伴关系旨在大幅改善电动汽车电池的性能,例如更长的续驶里程,快速充电,增强的安全性和更低的生产成本。

美国宇航局(NASA)正在实施一项名为“增强可充电性和安全性的固态架构电池”(SABERS:Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety)的活动,研究如何通过使用全新的材料和新颖的构造方法来制造更安全的电池,目标是制造一种比目前使用的锂离子电池具有更高能量的、可用于电动飞机的全固态电池,而且这种电池不会随着时间的流逝而减少容量、着火或在出问题时危及乘客。

佐治亚理工学院团队开发出熔融渗透技术,用于固态电池可扩展生产。这种制造工艺有可能使电池制造商生产出更轻、更安全、能量密度更大的电池。

日本的一个研究小组最近通过结合硫酸锂和钌酸锂开发了一种用于全固态电池(ASSB)的新型电极材料,从而提高了性能。有关他们工作的公开访问论文发表在《科学进展》上。

东京工业大学(Tokyo Tech)、东北大学、国立先进工业科学技术研究所和日本工业大学的科学家们通过实验证明,清洁的电解液/电极界面是实现高容量固态锂电池(SSLBs)的关键。他们的发现可以为改进电池设计铺平道路,提高移动设备和电动汽车的容量、稳定性和安全性。

电动汽车所有固态电池的开发商Solid Power宣布,其位于科罗拉多州路易斯维尔的工厂正在该公司的连续生产线上生产20 Ah多层全固态锂金属电池。

大众汽车集团支持的下一代电动汽车(EV)用固态锂金属电池开发商QuantumScape公司发布的性能数据显示,其技术解决了阻碍高能量密度固态电池广泛采用的基本问题,包括充电时间(电流密度)、循环寿命、安全性和工作温度。

Solid Power宣布生产和交付该公司的第一代多层,多安培小时(Ah)全固态锂金属电池。Solid Power的基于硫化物的全固态锂金属电池是使用锂离子行业标准流程和自动化设备制造的。Solid Power产生的每个电池都不含任何液体或凝胶。

从各大新闻头条来看,固态电池似乎已经“触手可及”,并将在不久的将来广泛应用至电动汽车领域,并在较小范围内应用至其他消费电子产品领域。在2019 年 9 月的北美电池展(2019 Battery Show of North America)上,有关固态电池的专家讨论和演讲数不胜数。理想很美好,但现实却很残酷:在展会的“固态电池可行性”圆桌讨论会上,专家们一致认为,这项技术至少在未来五年内都无法达到量产电动汽车的标准。

近年来,锂电池作为储能器件在手机、笔记本电脑及电动汽车等领域的应用十分广泛。然而,传统的锂离子电池越来越接近其能量密度的极限,使用易燃有机电解液也使其安全性受到严峻考验。因而,亟需开发下一代兼具高能量密度和高安全性的电化学储能器件。固态电池是采用固态电解质代替液态电解质的新型电化学储能器件,其具有安全性能高和能量密度高的特点。