美國開發出提高固態電池性能的新工藝

美國橡樹嶺國家實驗室日前宣布，他們開發出一種加工工藝，可改善固態電池電解質的微觀結構，大幅提升其性能，有助于研制出實用化的固態電池。

與使用電解液的傳統鋰離子電池相比，固態電池的能量密度高、耐熱性好，是新能源車的重點研發方向。固態電解質的加工工藝決定了孔隙數量、晶粒尺寸等微觀結構特征，進而影響電池的性能和壽命。

美國橡樹嶺國家實驗室的研究人員以反鈣鈦礦結構的鋰化合物為原料，將模具加熱至250攝氏度至300攝氏度，把原料粉末放入模具進行壓制，壓力水平與當前常用的單軸壓制工藝相當。粉末放入模具后導致溫度迅速下降，待溫度穩定到150攝氏度左右時，關閉溫控裝置使材料自然冷卻至室溫。

對比實驗顯示，在室溫下開展的單軸壓制工藝會在產品中產生約12%的孔隙，而新工藝幾乎不產生孔隙。由于孔隙會妨礙離子流動，新工藝產品的電導率在室溫下比單軸壓制產品高出約1000倍，在較高溫度下高出約10倍。此外，電解質的臨界電流密度提升了約50%，意味著它能耐受更強的工作電流而不發生故障。

研究論文已發表在《美國化學學會·能源通訊》雜志上。

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