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获16项诺贝尔奖实验室新思路设计全固态电池！登上《科学》

时间:2023-03-08 08:40来源:康桥电池能源CamCellLab 作者:CCL助手
点击: 次
 
       全固态电解质是一种固体离子导体和电子绝缘材料，用于全固态电池。全固态电解质有不同类型，例如无机固体电解质，固体聚合物电解质和复合聚合物电解质。
 
       全固态电解质的一些优点包括，比液体电解质具有更高的安全性，因为它们不易燃或泄漏。它们比液体电解质具有更高的能量密度，因为它们可以使用高容量电极，例如锂金属阳极。它们比液体电解质具有更长的循环寿命，因为它们可以防止枝晶形成和副反应。
 
       当前存在的问题之一是离子电导率低于液体电解质，尤其是在室温下。这限制了全固态电池的功率输出和充电速度。
 
       近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）和佛罗里达州立大学的研究团队在《科学》上发表文章，介绍如何采用新设计思路，来解决离子电导率低的问题。特别值得注意的是，他们采用了一组价格合理的金属，解决了全固态电解质的成本忧虑。
 
       一般解决离子电导率时，会通过开发渗透通道或通过增加电解质中载体离子的迁移率来实现。然而，标准设计方法限制了掺杂剂的选择并使合成复杂化。伯克利实验室的研究人员将高熵材料应用于这种固体电解质的开发。添加高熵金属阳离子的混合物会引起局部无序，从而为带电离子产生重叠的位点能量分布。
       研究人员认为，在传统的固态电解质中一般字包含一种金属（蓝色球表示），锂离子（黄色球表示）在有序的固态电解质中移动缓慢和受限制。从而阻碍了离子传导性和电池性能。而在混合了多种金属后（蓝色，蓝绿色和海军蓝色球），制造了新的路径，如同在拥挤的高速公路上增加高速公路一样——锂离子可以通过它快速穿过电解质。
 
       美国劳伦斯伯克利国家实验室成立于1931年，已获得16项诺贝尔奖。它的研究重点是清洁能源和健康地球的发现科学和解决方案。拥有13个科学部门和多个用户设施，涵盖物理学，化学，生物学，材料科学，计算，能源技术和环境科学等广泛学科。劳伦斯伯克利国家实验室发现元素周期表中的16种化学元素。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 全固态电池 《科学》
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