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車東西（公眾號(hào)：chedongxi ） 文｜James 車東西 3 月 11 日消息，近日，三星高級(jí)技術(shù)研究院（SAIT）和日本三星研發(fā)中心（SRJ）的研究人員在權(quán)威期刊《自然 · 能源》上發(fā)表文章，文章稱，如果采用銀 - 碳復(fù)合材料作為固態(tài)電池的陽極，固態(tài)電池將擁有更長的壽命、更高的能量密度和更高的安全性。三星研究人員表示，這種固態(tài)電池如果用于電動(dòng)汽車，單次充電續(xù)航可以達(dá)到 800 公里，并且可以循環(huán) 1000 次。  ▲三星研究人員在《自然 · 能源》期刊上發(fā)表的論文 由于目前固態(tài)電池使用的陽極大多含有鋰金屬，電池內(nèi)部的鋰會(huì)隨著電池不斷老化出現(xiàn)樹狀晶體，從而影響電池的壽命，甚至出現(xiàn)安全隱患。而銀、碳兩種物質(zhì)比較穩(wěn)定，因此使用壽命較長。不過，這項(xiàng)技術(shù)目前僅在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證，真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)還有很長的路要走。 一、三星研發(fā)銀 - 碳固態(tài)電池正極復(fù)合材料 能量密度達(dá) 900Wh/L 近日，位于英國倫敦的三星高級(jí)技術(shù)研究院（SAIT）和日本三星研發(fā)中心（SRJ）的研究人員在權(quán)威期刊《自然 · 能源》上發(fā)表了一篇文章，文章題目是《High-energy long-cycling all-solid-state lithium metal batteries enabled by silver – carbon composite anodes》。  ▲論文主要作者。從左至右：SRJ 首席工程師 Yuichi Aihara、SAIT 首席研究員 Yong-Gun Lee、SAIT 負(fù)責(zé)人 Dongmin Im 文章指出，如果軟包固態(tài)電池的陽極采用銀 - 碳復(fù)合材料制成，電池的壽命、能量密度、安全性都將會(huì)大幅提升。 三星的研究人員采用一層厚度為 5 微米的銀 - 碳復(fù)合材料作為軟包電池的陽極，就能有效防止鋰離子電池老化出現(xiàn)樹狀晶體的問題。同時(shí)，電池的能量密度也提升至 900Wh/L。相同電池容量下，采用銀 - 碳陽極的電池比傳統(tǒng)鋰離子電池的體積小 50%。 如果這一技術(shù)用于電動(dòng)汽車，可以使純電動(dòng)車的續(xù)航能力達(dá)到 800 公里，電池循環(huán)次數(shù)也可以達(dá)到 1000 次。也就是說，電池的壽命可達(dá)到 80 萬公里。 三星高級(jí)技術(shù)研究院電池實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Dongmin Im 表示：' 三星的這一研究可用于未來制造更加安全、更高性能的動(dòng)力電池。' 二、傳統(tǒng)陽極老化產(chǎn)生樹狀晶體 銀 - 碳復(fù)合材料可完美解決 生活中常見的鋰離子電池當(dāng)中，都含有電解質(zhì)成分，不同電解質(zhì)在常溫下有液體和固體兩種狀態(tài)，固態(tài)電池的電解質(zhì)為固體，具有能量密度高、安全性高的優(yōu)勢。 不過，在充電過程中，含有金屬鋰的陽極容易產(chǎn)生沉積，這些沉積物在顯微鏡下觀察呈樹狀，這些樹狀晶體就會(huì)慢慢覆蓋電池的陽極表面，導(dǎo)致電池陽極無法充分利用，對(duì)電池壽命造成影響。  ▲顯微鏡下電池陽極的樹樁晶體 如果陽極中樹狀晶體持續(xù)增長，數(shù)量變多，可能侵蝕陽極和陰極之間的隔膜，對(duì)電池的是安全性將造成影響。 也就是說，目前固態(tài)電池中采用含有鋰金屬的陽極材料，電池的壽命和安全性在一定程度上都有所降低。 三星研究員采用銀 - 碳復(fù)合材料制成固態(tài)電池陽極，由于銀、碳兩種元素都比較穩(wěn)定，性狀難以改變，這樣一來就能解決產(chǎn)生樹狀晶體的問題。 結(jié)語：三星固態(tài)電池新技術(shù)離上市還有一定距離 三星作為全球消費(fèi)電子類產(chǎn)品數(shù)一數(shù)二的 ' 大廠 '，研發(fā)能力自然也非常強(qiáng)大。此次三星試制的固態(tài)電池在能量密度上得到巨大提升，用于制造固態(tài)電池或?qū)椭妱?dòng)車打一場 ' 翻身仗 '。 不過，由于這項(xiàng)技術(shù)目前還在實(shí)驗(yàn)階段，距離真正上市還有一定距離，在全球各大電池廠商努力研發(fā)電池新技術(shù)的今天，相信還將有更多新電池技術(shù)走進(jìn)人們的生活。 |
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