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华宇招商:纯锂阳极结构新设计,可开发安全不

 

打造純鋰金屬陽極固態電池是科學家的夢想,它抹去鋰離子電池的爆炸風險、能量密度還大幅进步,新产品带来了比华宇注册专利存储器上一代产品更高的速度(从104MHz到133MHz),并包括一条用于加华宇登录载数据以4位(QSPI)模式编程的新命令。但是最大障礙時固態電池在运用過程中會膨脹决裂。最近,麻省理工學院團隊新設計一種鋰金屬陽極結構,讓固態電池在整個充放電週期中坚持化學穩定性。

 

我們常在汽車、手機等產業中聽到的鋰電池是鋰離子電池,多由一個石墨負極、一個採用鈷、錳或磷酸鐵的正極、以及用來運送鋰離子的電解液構成,優點是能量密度比其他種類的電池高、輸出功率大、無記憶效應,但缺點也很多,比方電解液具高揮發性(爆炸風險源頭)、怕熱等。

但在固態電池中,改以固體電解質取代液態電解質、電極由純鋰金屬構成,不只電池更平安、更不易著火,能量密度還能翻倍提升,大幅增加續航力,华宇代理工程师需要具有更低噪声和更多通道,分辨率,带宽和采集存储器的仪器来理解和调试紧密耦合的信号交互的纠结。最大問題在於電池充滿電時,鋰金屬內部會積聚原子導致電池膨脹,放電時電池又收縮,反覆折騰就可能導致固態電解質决裂;此外,固體電解質隨著時間推移也會發生降解。

為了克制上述問題,多數研讨都集中在設計對鋰金屬絕對穩定的固體電解質资料,事實證明:這道技術很困難,固態電池至今都還未能胜利商業化。

麻省理工學院團隊採取了不同思維的設計:混合離子-電子導體(mixed ionic-electronic conductors,MIEC)與電子-鋰離子絕緣體(electron and Li-ion insulators,ELI),能够確保在與鋰金屬接觸後坚持絕對穩定性。

研讨人員設計出蜂窩狀三維奈米結構,結構中的管狀陣列由 MIEC 製成,然後注入鋰金屬构成一個電極,Synopsys DesignWare ARC MetaWare华宇注册全开发工具包支持这些处理器,这是华宇总代理用于开发,调试和优化面向华宇应用的嵌入式软件的完整解决方案每根管內部都留有多餘空間,好讓電池在充電過程中膨脹時,電極仍然能維持其固態晶體結構、防止撐開外壁;ELI 則做為 MIEC 與固體電解質層之間的關鍵黏合劑。

團隊目前已藉實驗證明,這種設計在經過 100 次充放電循環後,都不會導致固態電池膨脹决裂。假如在相同儲存容量下比較,則新電池的重量可能僅傳統鋰離子電池的四分之一,假如再結合良好的陰極設計,則配備在手機上每 3 天僅需充電一次。

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