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固态电池的能量密度翻倍

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固态电池的能量密度翻倍

发布日期:2019-07-22 作者: 点击:

固态电池的能量密度翻倍

随着今天的可充电电池技术达到传统锂离子和锂聚合物设计所能达到的物理极限,研究人员不得不寻找其他地方以显着改善电动汽车(EV)的范围。

固态电池是一种新兴的选择。相信具有更高的能量密度(2.5倍),更快的充电和更多的充电/放电循环,固态电池是解决当前锂离子电池固有缺点的有希望的候选者,例如电解质泄漏,可燃性和能量密度有限。

固态电池技术的主要优点来自于使用固体电极和固体电解质代替锂离子或锂聚合物电池中的液体或聚合物电解质。

在最近结束的欧洲电动汽车电池峰会(617日至19日,柏林)上,Imec宣布推出一款固态锂金属电池,其能量密度为400 Wh /升,充电速度为0.5C2小时)成为固态电池的记录组合。通过回顾,电池的充电和放电速率由C-速率控制。电池的容量通常为1C,这意味着额定为1 Ah的充满电的电池应提供1小时的1A

比利时研发中心开发的固体纳米复合电解质具有高达10毫西门子/厘米(mS / cm)的极高导电率,研究人员表示,它具有更高的电导率。新材料的一个关键特征是它通过湿化学涂层作为液体涂覆。之后只有在电极中已经就位时才转换成固体。这样,它非常适合于铸造成致密的粉末电极,在那里填充所有空腔并实现最大程度的接触,就像液体电解质一样。

使用固体纳米复合电解质与标准磷酸铁锂(LFP)阴极和锂金属阳极相结合,Imec成功将去年报告的结果翻了一番。它继续遵循其路线图,到2024年,在2-3C(不到半小时)的充电速度下达到1,000 Wh /升的密度。

此外,Imec宣布已在EnergyVille校园开发了固态电池制造试验线(EnergyVille是佛兰芒研究合作伙伴KU LeuvenVITOImec和哈瑟尔特大学在可持续能源领域的合作)并与哈瑟尔特大学联合在比利时亨克成立。该试验线允许制造高达5 Ah容量的原型电池。

Imec和哈瑟尔特大学在比利时亨克的EnergyVille校园建立了固态电池生产试验线。 

该设施包括一个300平方米的电池组装试验线,干燥室为100平方米(锂离子电池的制造需要在干燥的房间内进行一些处理步骤,其中水分含量保持在百万分之100以下;这种干燥房间的设计和操作增加了电池的成本。

传统的A4片对片湿涂层生产线据说非常适合于固体电解质的加工。因此,新电池的组装可以通过对锂离子电池的现有生产线的略微修改来完成,这意味着新技术不需要昂贵的投资来从湿式电池切换到固态电池。

 “新电池表明我们的突破性电解液可以集成到电池中,”Imec / EnergyVille的科学总监Philippe Vereecken说。 “该试验线使我们能够采取下一步措施,将电池突破提升至工业相关工艺和格式,采用类似于湿电池的制造工艺。”

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