用于電動汽車的更安全、更強大的固態(tài)電池!
文章導(dǎo)讀：固態(tài)電池具有更安全的潛力，并且它們具有更高的能量密度；這意味著，對于電動汽車，你可以在兩次充電之間走得更遠，或者需要更少的電池來進行電網(wǎng)規(guī)模的儲能。
目前，固態(tài)電池有可能比鋰離子電池更安全、更強大。固態(tài)電池開始應(yīng)用于電動汽車等領(lǐng)域。然而，在固態(tài)電池普及之前，還存在一些技術(shù)挑戰(zhàn)。
桑迪亞國家實驗室牽頭的一項研究于 3 月 7 日發(fā)表在科學(xué)期刊Joule上，解決了其中一個挑戰(zhàn)——長期以來的假設(shè)是，添加一些液體電解質(zhì)以提高性能會使固態(tài)電池不安全。相反，研究小組發(fā)現(xiàn)，在許多情況下，含有少量液體電解質(zhì)的固態(tài)電池比鋰離子電池更安全。他們還發(fā)現(xiàn)，如果電池發(fā)生短路，釋放所有儲存的能量，理論上超級安全的全固態(tài)電池可能會釋放出危險的熱量。
“固態(tài)電池具有更安全的潛力，并且它們具有更高的能量密度，”領(lǐng)導(dǎo)該論文研究的桑迪亞博士后研究員亞歷克斯貝茨說。“這意味著，對于電動汽車，你可以在兩次充電之間走得更遠，或者需要更少的電池來進行電網(wǎng)規(guī)模的儲能。添加液體電解質(zhì)可能有助于彌合商業(yè)化的差距，而不會犧牲安全性。”
Alex Bates 和桑迪亞國家實驗室的工程師 John Hewson 在專門設(shè)計的電池測試室前檢查鋰離子電池。他們將傳統(tǒng)鋰離子電池釋放的熱量與固態(tài)電池和帶有少量液體電解質(zhì)的固態(tài)電池釋放的熱量進行了比較。他們發(fā)現(xiàn)在許多情況下，含有少量液體電解質(zhì)的固態(tài)電池比鋰離子電池更安全。
通過化學(xué)方法改善電池固態(tài)電池有點像鋰離子電池。在兩者中，鋰離子從電池的一側(cè)移動到另一側(cè)，而電子則通過電路為設(shè)備供電。一個很大的區(qū)別是，在整個鋰離子電池中，有一種物質(zhì)可以幫助鋰離子快速移動：液體電解質(zhì)。
參與該項目的桑迪亞電池濫用測試實驗室的電池安全專家 Loraine Torres-Castro 將液態(tài)電解質(zhì)比作駛?cè)胲嚨赖能囮牐核鼘囯x子直接運送到需要去的地方。然而，目前的液體電解質(zhì)易燃，可能導(dǎo)致電池爆炸或起火，尤其是在電池損壞時。
在固態(tài)電池中，液態(tài)電解質(zhì)被稱為固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)材料所取代，這也有助于鋰離子快速移動。貝茨說，一項技術(shù)挑戰(zhàn)是，雖然鋰離子可以在固體電解質(zhì)中快速移動，但它們很難從固體電解質(zhì)移動到電極，反之亦然。固體電解質(zhì)可以比作一列火車，也可以快速將鋰離子運送到車站，但乘客仍然需要走得更遠才能回家。
科學(xué)家加快這種“直接穿梭”的一種方法——從而提高電池充電速度和性能——是在電池的正極側(cè)添加一點液體電解質(zhì)。
然而，該項目的桑迪亞電池可靠性專家 Yuliya Preger 表示：“在固態(tài)電池研究界，關(guān)于將液體電解質(zhì)用于‘潤滑車輪’的安全性存在很多爭議。一些科學(xué)家說，任何數(shù)量的液態(tài)電解質(zhì)都是不安全的。因此，我們進行了計算，看看液態(tài)電解質(zhì)的影響可能是什么。”
勞倫斯伯克利國家實驗室的電池科學(xué)家史蒂夫哈里斯和桑迪亞電池科學(xué)家凱蒂哈里森首先質(zhì)疑導(dǎo)致這項研究的“路線”。兩人都參與了這項研究。
桑迪亞國家實驗室的電池測試實驗室展示了電池可能發(fā)生故障的不同方式的。
固態(tài)電池有多安全？
為了弄清楚帶有少量液體電解質(zhì)的固態(tài)電池的安全性，研究小組首先計算了鋰離子電池、全固態(tài)電池和固態(tài)電池可以釋放多少熱量具有不同數(shù)量液體電解質(zhì)的電池。所有測試的電池都具有等量的存儲能量。然后，他們研究了電池可能發(fā)生的三種不同的故障，以及由于每種故障而釋放的熱量。
“我們首先確定了三種電池中有多少化學(xué)能，”該項目的桑迪亞熱釋放計算專家約翰休森說。“可以釋放的能量只有這么多，如果確實發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它會使電池加熱一定程度。”
Torres-Castro 說，可能發(fā)生的第一件故障是電池起火——來自鄰近的電池或周圍的物件。在這些情況下，研究人員發(fā)現(xiàn)，其中含有少量液體電解質(zhì)的固態(tài)電池產(chǎn)生的熱量約為同類鋰離子電池的五分之一——這取決于它有多少液體電解質(zhì)。在這種情況下，沒有液體電解質(zhì)的固態(tài)電池不會產(chǎn)生任何熱量。
電池可能發(fā)生的第二個故障是，如果反復(fù)充電和放電導(dǎo)致鋰金屬形成稱為枝晶的“尖峰”。Preger 說，這種枝晶可以在隔膜上刺出一個孔，使兩側(cè)保持不同并導(dǎo)致短路。這是所有一側(cè)有鋰金屬的電池的一個已知問題。在這種情況下，所有三個電池都會產(chǎn)生相似的熱量，這取決于電池中鋰金屬的含量。
固態(tài)電池可能發(fā)生的第三個故障是固態(tài)電解質(zhì)可能會破裂。Torres-Castro 說，如果電池在運行過程中被壓碎或刺破，或者由于壓力升高，都會發(fā)生這種情況，這將使電池一側(cè)的氧氣與另一側(cè)的鋰金屬發(fā)生反應(yīng)。在這些情況下，沒有液體電解質(zhì)的固態(tài)電池可以達到接近鋰離子電池的溫度，這讓研究小組感到驚訝。
結(jié)語
“我們發(fā)現(xiàn)，如果固態(tài)電池含有鋰金屬，無論它是否含有液態(tài)電解質(zhì)，它都有可能造成危險，”他說。“我們在本文中試圖指出的是，性能和安全性之間存在一定的權(quán)衡，但添加一點液體可能會大大提高性能，而對安全性的影響很小。”Torres-Castro 補充說，了解這種權(quán)衡可能有助于加快商業(yè)化進程。“清楚并有信心知道少量液體電解質(zhì)不會造成巨大的安全問題，這可能有助于商業(yè)固態(tài)電池的發(fā)展。
本資訊來源于汽車材料網(wǎng)，僅分享和交流，如侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除！
昆山普樂斯電子13年專注研制等離子清洗機，等離子體清洗機，等離子清洗設(shè)備，常壓大氣和低壓真空型低溫等離子表面處理設(shè)備，大氣低溫等離子體表面處理系統(tǒng)，大氣常壓收放卷等離子表面 設(shè)備處理的國家高新技術(shù)企業(yè)，普樂斯嚴格執(zhí)行ISO9001質(zhì)量體系管理，生產(chǎn)的等離子清洗機通過歐盟CE認證，為電子、半導(dǎo)體封裝、汽車、yi療等領(lǐng)域的客戶提供清洗、活化、刻蝕、涂覆的等離 子表面處理解決方案，是行業(yè)內(nèi)值得信賴的等離子清洗機廠家。如果您想要了解關(guān)于產(chǎn)品的詳細內(nèi)容或在設(shè)備使用中存在疑問，歡迎點擊普樂斯的在線客服進行咨詢，或者直接撥打全國統(tǒng)一 服務(wù)熱線400-816-9009，普樂斯隨時恭候您的來電！
本資訊來源于汽車材料網(wǎng)，僅分享和交流，如侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除！
昆山普樂斯電子13年專注研制等離子清洗機，等離子體清洗機，等離子清洗設(shè)備，常壓大氣和低壓真空型低溫等離子表面處理設(shè)備，大氣低溫等離子體表面處理系統(tǒng)，大氣常壓收放卷等離子表面 設(shè)備處理的國家高新技術(shù)企業(yè)，普樂斯嚴格執(zhí)行ISO9001質(zhì)量體系管理，生產(chǎn)的等離子清洗機通過歐盟CE認證，為電子、半導(dǎo)體封裝、汽車、yi療等領(lǐng)域的客戶提供清洗、活化、刻蝕、涂覆的等離 子表面處理解決方案，是行業(yè)內(nèi)值得信賴的等離子清洗機廠家。如果您想要了解關(guān)于產(chǎn)品的詳細內(nèi)容或在設(shè)備使用中存在疑問，歡迎點擊普樂斯的在線客服進行咨詢，或者直接撥打全國統(tǒng)一 服務(wù)熱線400-816-9009，普樂斯隨時恭候您的來電！
“推薦閱讀”
普樂斯推薦
行業(yè)資訊
- 美成熟制程芯片低價沖擊國內(nèi)市場 商務(wù)部：將依法啟動調(diào)查
- 醫(yī)療導(dǎo)管等離子蝕刻機介紹
- 昆山普樂斯通過高新技術(shù)企業(yè)重新認定
- 我國新能源汽車銷量蟬聯(lián)全球第一，新能源汽車促進等離子清洗機表面處理事業(yè)發(fā)展！
- 蘋果發(fā)布兩顆芯片：M2 Pro 和 M2 Max，等離子清洗機能夠應(yīng)用在上面嗎？
- 2022年硬盤出貨量：大幅下跌，接近腰斬，這對等離子清洗機有什么樣影響呢？
- 博世在蘇州投資建立新能源汽車核心部件及自動駕駛研發(fā)制造基地，促進等離子清洗機行業(yè)發(fā)展！
- 2022年汽車銷量2686.4萬，新能源市場占有率達到25.6%，等離子清洗機的能夠帶來什么變化？
- 確保芯片供應(yīng)充分，重塑汽車產(chǎn)業(yè)集群，等離子清洗機成為汽車領(lǐng)域的一員呢？
- 電子后視鏡正式在我國獲批，新的市場出現(xiàn)，等離子清洗機能夠做哪些工作呢？
最新資訊文章
- 哪些行業(yè)或領(lǐng)域經(jīng)常使用昆山普樂斯等離子清洗機？
- 昆山普樂斯等離子清洗機價格怎么樣
- 等離子清洗機在新能源汽車行業(yè)的應(yīng)用介紹
- 如何提高自動化等離子表面處理設(shè)備的生產(chǎn)效率？
- 等離子表面處理設(shè)備在醫(yī)療器械制造中有哪些應(yīng)用案例？
- 自動化等離子表面處理設(shè)備的主要技術(shù)難點有哪些？
- 微波等離子表面處理設(shè)備在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢有哪些？
- 粉末為什么需要等離子清洗機處理？
- 哪些行業(yè)還可以應(yīng)用到微波等離子體設(shè)備？
- 微波等離子體設(shè)備如何去除殘留的光刻膠？
蘇公網(wǎng)安備 32058302002178號
