美国能源部设立1100万美元的固态电动车电池研究中心，探索陶瓷离子作为锂的替代品

美国能源部（DOE）已经向密歇根大学（U-M）的研究人员拨款1090万美元，以探索陶瓷离子作为未来固态电动车电池中锂的替代品的可行性。.该大学长期以来一直在研究使用固体陶瓷电解质，而不是目前电动车电池所使用的易燃液体电解质。

研究结果非常有前途，吸引了美国能源部能源前沿研究中心的注意，该中心已经发放了为期四年的拨款，在密歇根大学建立了一个固体离子导体的机械化学理解（MUSIC）研究中心。据麻省理工学院机械工程教授、MUSIC中心新任主任Jeff Sakamoto说。

最近发现的陶瓷离子导体同时表现出前所未有的性能和稳定性，有可能改变电化学储能技术的格局......我们的新中心寻求与来自不同研究领域的不同研究人员一起弥补与机械化学相关的基础知识差距。

谁掌握了更安全、更便宜的固态电池技术，理论上可以使锂电池的能量密度增加一倍，谁就会在电动汽车和储能系统的数十亿竞争中获胜，因此政府对有前途的陶瓷离子技术的早期投资。

• 石墨每六个碳原子只能容纳一个锂离子，因此它的比容量约为每克350毫安时（mAh/g）。目前的锂离子电池在电池层面的总能量密度最大约为600瓦时/升（Wh/L）。原则上，固态电池可以达到1,200瓦特/升。
• 为了解决金属锂的燃烧问题，马萨诸塞大学的工程师们创造了一个陶瓷层，以稳定表面--保持树枝状的形成并防止火灾。它使电池能够利用金属锂的优点--能量密度和高导电性--而没有火灾或随时间退化的危险。

密歇根大学的另一位机械工程教授尼尔-达斯古普塔（Neil Dasgupta）将担任美国能源部MUSIC中心的副主任，他说现在有实践阶段要进行了。

然而，在实现广泛的商业化之前仍然存在关键的障碍--其中许多障碍围绕着电化学电池中固-固界面上出现的独特机械性能。MUSIC的一个首要目标是揭示机械应力和应变与电化学相互作用的基本机制，这将为未来扩大和加速下一代储能技术的商业化提供信息。

美国能源部赞助的研究中心还将致力于寻找最便宜的固态电池制造方法，以及探索与目前汽车、电话或笔记本电脑中的锂离子技术相比，带有陶瓷离子导体的锂或钠金属化学制品是如何随着时间的推移而丧失其充电能力的。

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