导读
近年来，固态电池是一种可以利用所有固态原件的新型电池设计因其高储能和比液体电池更安全而备受关注。然而，制造耐用的固态电池并不容易
近年来，固态电池是一种可以利用所有固态原件的新型电池设计因其高储能和比液体电池更安全而备受关注。然而，制造耐用的固态电池并不容易。据外媒报道，美国乔治理工大学(George Tech)的研究人员利用X射线计算机断层扫描(CT)观察电池内部材料界面附近是如何出现裂纹的。科学家利用这些发现找到了增强储能设备的新方法。
这项研究由美国国家科学基金会赞助。研究人员建造了一种新的固态电池，它使用固体陶瓷圆盘作为电解质，并紧紧地夹在两片固体锂之间。科学家与佐治亚理工学院的X射线成像专家克里斯托弗萨尔达纳合作，将固态电池放在X射线显微镜下，然后开始充放电，观察物理退化的迹象。几天之内，陶瓷盘上逐渐形成网状裂纹。研究人员发现这些裂缝是问题所在，它们阻碍了离子在循环过程中的流动。
佐治亚理工学院助理教授马修麦克道尔(Matthew McDowell)表示，一般认为，锂金属与电解液界面的化学反应是电池性能下降的原因。现在我们通过成像可以知道，在这种特殊的材料中，影响电池性能的不是化学反应本身，而是电池内部的裂纹。研究人员认为，这一发现也适用于其他类型的固态电池，这将有助于构建更耐用的电池结构。
麦克道尔说：“在普通的锂离子电池中，我们使用的材料决定了储存的能量。纯锂储量最大，但不能与液体电解质很好结合。但如果选择固态锂和固态电解质，将是召唤能量密度的圣杯。”
目前，佐治亚理工学院的研究人员正在设计一种新电池。新型电池完全由固体材料制成，与传统电池相比，具有更高的安全性和能量密度。