能量密度超 1070 瓦時/升，固態電池或革新電動汽車

歐洲的研究人員藉助一種新方法研製出了能量密度有所提高的固態電池。

據說，這種電池適用於現代鋰離子電池的生產線，其能量密度爲 1070 瓦時/升。

這款原型電池是由 SOLiDIFY 聯盟裡的 14 個歐洲合作伙伴開發出來的。

該電池是在比利時亨克的 EnergyVille 最先進的電池實驗室中開發的，通過將厚的高能量密度陰極（NMC，含鎳、錳和鈷）與薄的鋰金屬陽極用薄的固體電解質隔膜分隔開，從而實現了高能量密度。

製造過程需要室溫條件，並且能適配當前的鋰離子電池生產線。研究人員聲稱，該方法預計每千瓦時成本低於 150 歐元。

該電池的能量密度達 1070 瓦時/升，這比當今鋰離子電池技術的 800 瓦時/升要高。

這種成本效益高的方法能夠爲電動交通帶來商業上可行的固態鋰金屬電池。

總部位於法國的科技公司 Solvionic 專門爲原型使用基於離子液體的聚合納米複合材料開發了固態的電解質。電解質從液態轉變爲固態，這使得能夠在 100 微米的陰極上應用 20 微米的薄電解質層。據PV Magazine報道，這一進步使得能夠創建緊湊的電池單元堆棧，並實現更高的體積能量密度。

固態電池具有諸如能量密度更高、火災敏感性降低等潛在優勢。

從材料層面來看，電池更高的能量密度是由薄鋰金屬陽極和足夠薄的固體電解質隔膜的引入所導致的。然而，開發一種成本效益高的大規模生產架構始終是個難題。

這一成就得益於合作伙伴所提供的新材料和先進塗層的仔細評估與優化。對於原型的電解質，使用了一種基於聚合離子液體的固體納米複合材料，實現了獨特的“液-固”固化方法，Empa 已就此申請了專利。

該聯盟還克服了機械強度和陰極浸漬方面的挑戰，將電池的充電時間縮短至 3 小時，使用壽命提高到 100 次循環。據Empa稱，與其他固態電解質相比，這種熱穩定電池的可燃性降低，從而提高了安全性。納米級薄保護塗層的應用使貧鈷 NMC 陰極能夠得以使用，在提供更高容量的同時減少了環境影響。

SOLiDIFY H2020 項目獲得了歐盟“地平線 2020”研究和創新計劃的資助，並由 IMEC 協調。

該項目涵蓋了一種可量產的固態鋰金屬電池技術的開發，該技術基於獨特的液固處理固態電解質，這種電解質浸漬於電極內，爲電池性能和大規模生產直接帶來了多個與電池成本相關的優勢。