固态电解质的进步可以使下一代汽车的储能能力翻倍

能源部橡树岭国家实验室的科学家们利用聚合物制成坚固而有弹性的薄膜，加速了下一代固态电池的问世。这一努力推动了电动汽车电源的发展，这种电源由柔性、耐用的固态电解质片实现。

这些薄片可能有助于大规模生产具有更高能量密度电极的未来固态电池。通过分离负极和正极，它们可以防止危险的电气短路，同时为离子运动提供高传导路径。

与目前使用液体电解质的电池相比，这些成就预示着更高的安全性、性能和能量密度，液体电解质易燃、化学反应性强、热不稳定且容易泄漏。

ORNL 的 Yang 光表示：“我们的成果至少可以将能量存储量提高一倍，达到每公斤 500 瓦时。开发厚度为 30 微米或更薄的固态电解质膜的主要动机是将更多的能量装入锂离子电池中，这样您的电动汽车、笔记本电脑和手机就可以在需要充电之前运行更长时间。”

这项研究发表在《ACS Energy Letters》上，通过优化聚合物粘合剂以用于硫化物固态电解质，改进了ORNL 之前的一项发明。这是建立选择和处理材料协议的持续努力的一部分。

这项研究的目标是找到“金发姑娘”点，即一种刚好能够支持离子传导和结构强度的薄膜厚度。

目前的固态电解质采用塑料聚合物来传导离子，但其电导率远低于液体电解质。有时，聚合物电解质会加入液体电解质来提高性能。

硫化物固态电解质的离子电导率与目前锂离子电池中使用的液体电解质相当。“这非常有吸引力，”杨说。“硫化物化合物创造了一条导电路径，使锂在充电/放电过程中可以来回移动。”