全固态锂电池(SSB)固态电解质不易燃

电动悟空摘录 研究人员需要开发更好的电池，以提高电动汽车的功率、效率和安全性。

(图片来源:阿贡实验室)

全固态锂电池（SSB）固态电解质不易燃，在高温下更稳定，比使用电解质的传统锂离子电池更安全。此外，SSB具有更高的能量密度、更小、更耐用的体积，可用于便携式电子产品和其他应用。

据外国媒体报道，波士顿东北大学（Northeastern University）和美国能源部阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）该研究小组测试了厚电极的组成如何影响SSB中的电化学反应。该团队采用先进的光子源（APS）美国能源部位于阿贡的科学办公室用户设施资源。

研究人员将电池比作三明治，包括两侧的正负极，以及中间的隔膜和电解质。当电池供电时，锂离子通过电解质从负极流向正极。SSB不需要使用传统的隔膜，而是通过固体电解质分离正负极，因此需要较厚的正极。

在这项研究中，该团队评估了由两种材料组成的厚正极，包括一种叫做LPSC的硫化物固体电解质和NMC(镍、锰、钴)正极活性材料（CAM）。研究人员改变了这两种材料的组成，包括80%的电池 CAM和20% LPSC，其他一些电池包括70% CAM和30% LPSC，或者40% CAM和60% LPSC。然后他们在APS光束线6-BM-用X射线成像和散射来测量正极和固态电解质中的六个切片。

Joshuaa Gallaway说:“研究人员把正极分成片，希望所有的片都能发挥同样的作用。”事实上，改变正极的组成或厚度可以改变电化学反应的位置。

研究人员表达了电池中的电化学反应。APS物理学家Okasinski说：“当人们研究电池时，他们经常测量两端的功率。然而，中间有一堆复杂的结构来决定电池的性能。使用x线束穿透电池材料，研究人员可以非破坏性地研究电池各部分的性能。”

结果表明，正极构成对电化学反应的发生有重大影响。例如，有80% 在CAM正极SSB中，最接近负极的正极片首先发生反应，最远的正极片反应最慢。然而，在80%的情况下， 在CAM正极SSB中，最远的薄片首先发生反应，最近的薄片最终发生反应。Gallaway表示:“反应高度不均匀”，可能导致电池材料降解更快。

研究人员表示，讨论电池中的反应是设计更好电池的重要一步。这些电池可用于电动汽车、便携式电子产品和其他应用程序，“全固态电池的具体设计将决定其应用领域和未来的优化方向。”