固态电池(SSB)目前被认为是未来有前途的电池技术之一。和目前用于手机、笔记本电脑和电动汽车的锂电池相比,SSB可以实现更高的能量密度和更好的安全性。因此除了研究机构,各大汽车公司也在研究这项技术。
该技术的重要特点是将锂电池中高度易燃的液态电解质替换为固态。因此,整个电池仅由固体材料组成,因此得名固态电池。为了生产这种电池,必须在高压下将不同的材料(阳极、阴极和电解质)压在一起。
据外媒报道,来自德国亥姆霍兹国家研究中心联合会Berlin和Hereon研究中心(Helmholtz-ZentrumBerlinandHereon)、柏林洪堡大学(Humboldt-UniversitätzuBerlin)和联邦材料研究和测试研究所(FederalInstituteforMaterialsResearchandTesting)的研究人员现已成功地观察到这种固态电池的充电和放电过程。由PhilippAdelhelm教授和IngoManke博士领导的团队对硫化铜(一种天然存在的矿物)作为固态电池阴极的反应进行了研究,且该电池的阳极采用的是锂。电池的一个特点是在放电过程中会形成大的铜微晶。
:德国亥姆霍兹国家研究中心联合会
大微晶的形成使得能够通过X射线断层扫描对反应进行详细研究。因此,研究人员可以在3D中追踪(放电)充电反应,并且第一次可以追踪电池内阴极颗粒的运动。此外,研究还表明可以通过更高的压力有效地减少开裂。
该论文的共同第一作者ZhenggangZhang博士和KangDong博士解释道:关于复杂的测量,我们不得不做出一些妥协并进行许多参考实验,然而结果供应了对固态电池内部工作原理的详细信息,并展示了如何改进其性能。