英科學(xué)家成功構(gòu)建全固態(tài)薄膜電池雛形

時(shí)間：2011-10-28 18:15:54

關(guān)鍵字：薄膜電池豐田固態(tài)電池

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[導(dǎo)讀]蓄電池發(fā)展至今已有150年的歷史了，然而電池的構(gòu)造卻并未發(fā)生大的變化。無論使用哪種電化學(xué)體系(如鉛酸電池、鎳氫電池或鋰離子電池)，電極需要被液態(tài)的電解質(zhì)浸潤，并與之發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生電流。這種固態(tài)和液態(tài)并存

蓄電池發(fā)展至今已有150年的歷史了，然而電池的構(gòu)造卻并未發(fā)生大的變化。無論使用哪種電化學(xué)體系(如鉛酸電池、鎳氫電池或鋰離子電池)，電極需要被液態(tài)的電解質(zhì)浸潤，并與之發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生電流。這種固態(tài)和液態(tài)并存的結(jié)構(gòu)不可避免地導(dǎo)致了電池的體積偏大，并且存在漏液的危險(xiǎn)。因此，全固態(tài)的電池結(jié)構(gòu)被廣泛認(rèn)為是一種更誘人的解決方案。

以鋰離子電池為例：將易燃的液態(tài)電解質(zhì)替換為無機(jī)的陶瓷材料，電池的體積可以減少一半，并且不存在任何安全隱患。然而，高電導(dǎo)率固態(tài)電解質(zhì)材料的缺失大大阻礙了全固態(tài)電池的發(fā)展，同時(shí)全固態(tài)電池的生產(chǎn)也對設(shè)備和工藝提出了更高的要求。使用薄膜沉積的技術(shù)路線可以將這兩個(gè)問題一并解決，并且生產(chǎn)出的電池有著更長的循環(huán)壽命，還可以在幾分鐘內(nèi)完成充電。目前來自英國的科學(xué)家成功構(gòu)建了全固態(tài)薄膜電池的雛形，并達(dá)到了所有預(yù)期的優(yōu)點(diǎn)。該項(xiàng)革新技術(shù)由Ilika和汽車巨頭豐田公司共同開發(fā)完成。Ilika是一家英國的基礎(chǔ)材料研發(fā)公司，正在協(xié)助豐田開發(fā)多項(xiàng)技術(shù)，其中包括固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)。聯(lián)合的項(xiàng)目開發(fā)造就了一項(xiàng)新的薄膜電池生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)適用于大規(guī)模生產(chǎn)。豐田公司已將初步結(jié)果在一些歐洲的科技大會(huì)上公布。據(jù)悉，Ilika首席執(zhí)行官GraemePurdy將參加10月份在大連召開的低碳地球峰會(huì)(LCES)，并于10月20日就全固態(tài)薄膜電池技術(shù)進(jìn)行介紹。

新的全固態(tài)電池通過沉積手段合成，呈多層薄膜狀。開發(fā)過程中使用了Ilika獨(dú)有的高通量物理氣相沉積平臺(tái)，該平臺(tái)可將基礎(chǔ)材料的研發(fā)進(jìn)程加快10至100倍。Ilika借助其技術(shù)優(yōu)勢，吸引了一大批全球領(lǐng)先的跨國企業(yè)進(jìn)行合作研發(fā)。例如，殼牌氫能的研發(fā)總監(jiān)JoepHuijsmans博士曾評價(jià)道：“Ilika高通量的合成和篩選技術(shù)非常高產(chǎn)，在合作過程中給我們留下了深刻的印象?！睔づ茪淠芤彩荌lika的合作伙伴之一。

Ilika的全固態(tài)薄膜電池相較傳統(tǒng)電池有了全方位的性能提升，能滿足重要細(xì)分市場的需求：電池的厚度和重量減少了30%；電動(dòng)汽車的續(xù)航里程大大增加，并且只需區(qū)區(qū)數(shù)分鐘進(jìn)行充電；電網(wǎng)能為可再生能源項(xiàng)目配備壽命達(dá)幾十年的儲(chǔ)能系統(tǒng)。更重要的是，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，由于薄膜的生產(chǎn)技術(shù)和光伏、半導(dǎo)體行業(yè)有著許多共通點(diǎn)，全固態(tài)薄膜電池的生產(chǎn)成本也會(huì)以相同的速度迅速下降。