固態(tài)電池成為最有望替代鋰電池的技術(shù) MIT總結(jié)了固態(tài)電池技術(shù)最新進(jìn)展-瑞達(dá)國(guó)際集團(tuán)

　　固態(tài)電池成為最有望替代鋰電池的技術(shù) MIT總結(jié)了固態(tài)電池技術(shù)最新進(jìn)展

　　固態(tài)電池(SSBs)是一種新興的電池技術(shù)，具有高能量密度，可與鋰離子電池(LIBs)競(jìng)爭(zhēng)，后者為目前市場(chǎng)上的各種電子設(shè)備提供動(dòng)力。與傳統(tǒng)的鋰離子電池不同，固態(tài)電池有一個(gè)固體的陶瓷電解質(zhì)，將電池內(nèi)的陽(yáng)極和陰極分開(kāi)。在某些電池中，這種設(shè)計(jì)可以使用鋰作為陽(yáng)極。

　　在固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)商業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用之前，研究人員必須確定具有成本效益的策略來(lái)生產(chǎn)其單個(gè)組件，并開(kāi)發(fā)有前景的電池單元設(shè)計(jì)。麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員撰寫了一篇評(píng)論文章，總結(jié)了該領(lǐng)域的最新進(jìn)展，概述了加工固體電解質(zhì)和電解質(zhì)/陰極串聯(lián)的策略，這些策略可用于未來(lái)的SSB設(shè)計(jì)。

　　由于過(guò)去的大多數(shù)研究都集中在顆粒型固體電解質(zhì)上，目前SSB的成本預(yù)測(cè)所概述的75%的生產(chǎn)成本被大大高估了，因?yàn)樗鼈兪腔诟邷亟?jīng)典燒結(jié)技術(shù)的固體電解質(zhì)加工。進(jìn)行這項(xiàng)研究的研究人員之一MoranBalaish解釋道：因此，一些預(yù)測(cè)認(rèn)為，如果成本是決定性因素，基于氧化物固體電解質(zhì)的SSB成本很高，幾乎無(wú)法與LIB競(jìng)爭(zhēng)。我們提供了影響電池組裝的低溫制造方案，建議研究人員不僅對(duì)經(jīng)典的Arrhenius傳輸Li+圖和電化學(xué)穩(wěn)定性窗口進(jìn)行報(bào)告和反思，而且對(duì)新的'熱加工預(yù)算'進(jìn)行反思。

　　在他們的論文中，Rupp和她的同事們強(qiáng)調(diào)，現(xiàn)在有足夠的機(jī)會(huì)在低溫下制造陶瓷SSB電解質(zhì)薄膜，尺寸范圍為1-20um。此外，他們還提出，現(xiàn)有的策略可以通過(guò)避免生產(chǎn)陰極和電解質(zhì)的昂貴的共燒策略來(lái)降低SSB生產(chǎn)成本。

　　例如，如果在SSB氧化物電池的設(shè)計(jì)和制造中避免高溫共燒結(jié)，就可以使用更少的鈷來(lái)生產(chǎn)陰極材料，這有助于避免未來(lái)的地緣-社會(huì)-政治資源沖突，Rupp解釋說(shuō)。

　　我們?cè)谡撐闹刑岢龅囊恍﹩?wèn)題是：什么方法適合開(kāi)發(fā)這些組件，重要的是，這些方法將如何影響熱加工預(yù)算以降低成本，并為陰極/電解質(zhì)組件提供避免共燒結(jié)的選擇?Rupp補(bǔ)充道：我們的回顧是一種謙虛的努力，以激勵(lì)其他團(tuán)隊(duì)探索替代制造薄型和堅(jiān)固的SSB以及SSB的電解質(zhì)的方案。。

　　在未來(lái)的研究中，研究人員計(jì)劃關(guān)注SSB開(kāi)發(fā)的兩個(gè)主要方面。首先，他們希望勾勒出其他各種策略，這些策略可以用來(lái)加工SSB的陰極和電解質(zhì)，而不依賴于共燒結(jié)工藝。

　　Rupp解釋說(shuō)：這些都是具有挑戰(zhàn)性的，而且遠(yuǎn)比基于經(jīng)典粉末到顆?；蚰z帶路線的工藝更耗時(shí)的替代方案，因?yàn)橛幸粋€(gè)巨大的參數(shù)領(lǐng)域和最佳的致密化協(xié)議，同時(shí)保持固體化學(xué)成分的化學(xué)計(jì)量學(xué)并不那么簡(jiǎn)單，然而，如果挑戰(zhàn)得到解決，這些可以提供有價(jià)值的替代制造方式，這是朝向長(zhǎng)期整合更多鈷還原陰極材料的開(kāi)門紅。

　　Rupp和她的同事們還計(jì)劃開(kāi)展新的研究，探索如何加快SSB的大規(guī)模開(kāi)發(fā)和實(shí)施。目前，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和制造SSB電解質(zhì)估計(jì)平均需要10年以上。減少這些組件的尺寸因素可能需要額外的5-10年。這些時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，凸顯了對(duì)更快加工技術(shù)的需求。

　　在我們目前的研究中，我們探索并給出了陶瓷化合物及其化學(xué)成分的快速篩選和快速自動(dòng)化加工的觀點(diǎn)，以測(cè)試性能并更快地迭代最佳制造路線，這并不像人們想象的那樣簡(jiǎn)單，因?yàn)閷W(xué)術(shù)界傳統(tǒng)的固態(tài)電池加工路線通過(guò)粉末或燒結(jié)化合物，對(duì)于快速篩選和運(yùn)行自動(dòng)化循環(huán)有一定的復(fù)雜性。我們希望通過(guò)具體的例子和分析來(lái)支持我們的工作，這些潛在的方法更適合做快速循環(huán)和自動(dòng)化的尋求最佳的加工條件，為未來(lái)的固態(tài)電池設(shè)計(jì)制造組件和電池。