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新型玻璃电解质固态锂电池可在 1 分钟内完成充电,而且非常耐用

固态锂电池示意图(图片来源:Fraunhofer ISI/Renata Sas)
固态锂电池示意图(图片来源:Fraunhofer ISI/Renata Sas)
中德两国研究团队的合作显示了固态电解质电池的巨大潜力。至少在实验室环境中,它们的电气性能是优越的。
E-Mobility Renewable Science

固态锂硫电池具有巨大的能量密度,并且是由可广泛获得的物质制成的。然而,由于其电池在多次充电循环中的稳定性以及电子交换速度慢而导致的性能不足,这些新型电池至今未能得到实际应用。

现在,一种新型电解质可以加速这些固态电池中的化学反应,这显然弥补了它们的不足,并提供了优越的性能,这是目前的电池技术所无法比拟的。 目前的电池技术.这种固体电解质由硼、硫、锂、磷和碘组成,类似玻璃。它是一种没有晶体结构的物质,但看起来仍然是固体,并具有液体的特性。

令人印象深刻的能力

https://www.researchgate.net/publication/388033757_All-solid-state_Li-S_batteries_with_fast_solid-solid_sulfur_reaction来自中国和德国,特别是北京大学、吉森大学和卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员的工作表明,根据充电速度,新开发的电池可循环使用多达 25000 次。之后,剩余容量通常会下降到 80% 以下。

在最佳情况下,能量密度比目前的锂离子电池高出约三倍。研究论文还进一步提到了极高的充电速度,使总充电时间大大低于 1 分钟成为可能。更准确地说,在某些特定值下,充电时间可达到 24 秒,即便如此,能量密度也与目前的电池芯相差无几。

另一方面,为了最大限度地延长电池的使用寿命,整个充电周期需要 12 分钟。换句话说,这意味着固态电池每天充电七次,可以使用十年以上。

所有这些研究结果表明,电池研究仍有许多潜力尚未开发。尽管如此,这些还只是在实验材料制成的原型上进行的实验室实验。要将这种技术应用到可用的、最重要的是价格合理的电池中,可能还需要一段时间。

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Mario Petzold, 2025-01-21 (Update: 2025-01-21)