它们还没有进入大众市场,但环保主义者和技术专家已经称赞它们是一种可靠的方式,可以为从消费电子产品到下一代电动汽车的所有东西提供动力。Yobet体育靠谱吗专家认为,它们将有助于社会向更环保、更少依赖碳的经济转型。它们也是出了名的难以创造。
但康宁在陶瓷科学和制造方面的深厚知识使公司准备突破一些实际障碍,并在未来几年利用下一代电池的趋势。为什么人们对锂金属电池如此兴奋?
首先,这是自30年前可充电锂离子电池问世以来,移动能源存储领域的第一次重大变革。热衷者认为,采用陶瓷分离器的锂金属电池可以提供更长的电池寿命,在某些情况下,更轻的外形,以及更好的热稳定性,这主要是由于减少了与锂金属接触的易燃液体。
要了解原因,看看电池的基本结构。所有的电池都包含为复杂的电化学反应创造环境的层,而电化学反应反过来又释放能量。
锂离子电池——就像现在给你的手机和平板电脑供电的电池——有一个还原阳极(通常由石墨制成)和一个氧化阴极(由锂和其他化学物质制成)。含有液体电解质的多孔聚合物分离器可防止这两层接触。锂离子通过这些层的迁移会引发电化学反应,进而释放能量为设备供电。
锂是一种轻质金属,由于它不像石墨那样占据电池内部空间的惰性结构,将成为电池应用中理想的阳极。但它的反应性很强,在电池使用和充电时容易形成“树突”尖峰。这可能会降低当今锂离子电池中使用的传统分离器的性能,导致内部短路,从而导致电池故障,在某些情况下还会引发火灾。
锂金属电池也是内置层。固体电解质分离器和阳极层——顾名思义由纯锂金属制成——也可以非常薄,使电池比具有相同能量(运行时间或范围)的锂离子电池更小。
最大的挑战在于如何正确地混合各种元素,以便在狭小的空间内安全地储存大量的能量,然后以一种经济实惠的方式制造电池。在过去的五年里,康宁的科学家们一直在测试解决这两个问题的新方案。
在材料方面,康宁对锂石榴石特别感兴趣,之所以如此命名,是因为它的晶体结构与深红色宝石相似。锂石榴石是锂离子的良导体,是含有液体电解质的聚合物分离器的有效固体替代品,Ribbon Ceramics项目主任Scott Silence博士说。
更重要的是,锂石榴石对锂金属是稳定的,锂金属是电池的薄而轻的阳极材料。
他说:“锂石榴石是极少数能够承受锂金属作为阳极而不会降解和限制电池寿命的材料之一。”“当它稳定时,你可以多次使用和充电。”