美國喬治亞理工學(xué)院(Georgia Institute of Technology)的科學(xué)家利用x射線(xiàn)成像技術(shù)觀(guān)察了固態(tài)鋰電池中形成的裂紋。他們說(shuō)，這一發(fā)現改變了人們對固態(tài)電池性能的理解，并可能形成更耐用的系統。

固態(tài)電池有著(zhù)為當今鋰離子技術(shù)提供更**、更小的替代品的潛力，全世界的研究小組正在努力幫助該技術(shù)實(shí)現商業(yè)化應用。

佐治亞理工學(xué)院的科學(xué)家們有一項發(fā)現，有助于將這類(lèi)研究推向正確的方向。該團隊制造了一種固態(tài)電池，在兩層鋰之間用固態(tài)陶瓷層作為電解質(zhì)，然后他們使用x射線(xiàn)計算機斷層掃描技術(shù)——一種類(lèi)似于醫學(xué)上使用的CT掃描技術(shù)來(lái)觀(guān)察其在充放電過(guò)程中的反應和降解。

研究人員說(shuō)，“弄清楚如何讓這些堅固的部件組合在一起并在長(cháng)時(shí)間內表現良好并不容易。”“我們正在研究如何設計這些固體部件之間的接口，讓它們盡可能長(cháng)時(shí)間地使用。”

該研究結果發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會(huì )能源通訊》(ACS Energy Letters)雜志上的《固態(tài)電池電解液的化學(xué)力學(xué)降解可視化》(Visualizing Chemomechanical Degradation of a Solid-State Battery Electrolyte)論文中，論文闡明了電解質(zhì)層在幾天內如何開(kāi)始形成裂紋從而導致對離子流的阻力增加。

研究人員說(shuō)，此前，人們認為金屬鋰和電解質(zhì)界面的化學(xué)反應是導致電池退化的原因，而不是電池內部的裂紋。但他們通過(guò)成像了解到，在這種特殊的材料中，不是化學(xué)反應本身有問(wèn)題，它們不會(huì )影響電池的性能，而是細胞的斷裂破壞了細胞的性能。

研究人員表示，他們的發(fā)現可能也適用于替代固態(tài)電池的化學(xué)成分。在普通鋰離子電池中，我們使用的材料決定了我們可以?xún)Υ娑嗌倌芰俊?/span>純鋰的容量*大，但它與液體電解質(zhì)的配合并不好。如果能使用固態(tài)鋰和固態(tài)電解質(zhì)，那將是能量密度的**。