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日媒:或可延長續(xù)航!日本研發(fā)出3D打印全固態(tài)電池
來源: | 作者:ROOFER18650 | 發(fā)布時(shí)間: 1017天前 | 2341 次瀏覽 | 分享到:


據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》網(wǎng)站12月20日報(bào)道,日本東北大學(xué)教授本間格和助教小林弘明等人開發(fā)出了用3D打印機(jī)制作全固態(tài)電池的技術(shù)。制作時(shí)使用可以自由改變硬度的材料,只需幾個(gè)小時(shí)就能制成電池,而且不必實(shí)施以往需要的高溫工序。試制出來的電池經(jīng)受住了各種性能測試,具備一定性能,有望對全固態(tài)電池的早日實(shí)用化作出貢獻(xiàn)。

 
報(bào)道稱,電解質(zhì)是電池的主要構(gòu)成部分之一,通常為液體狀態(tài),但全固態(tài)電池的電解質(zhì)為固體,發(fā)生起火事故等的危險(xiǎn)性較小。這種電池的另一個(gè)特點(diǎn)是,可通過層疊電池來增加單位體積的蓄電量。因此,作為可延長純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航距離的新一代電池備受期待。
 
報(bào)道還稱,全固態(tài)電池一般是把電極和電解質(zhì)材料進(jìn)行強(qiáng)力壓合,加熱到數(shù)百攝氏度后制成。但加熱工序需要花費(fèi)成本,而且會(huì)存在受熱開裂的情況。同時(shí)還存在的問題是,由于電解質(zhì)較硬,正極和負(fù)極隨著充放電反復(fù)膨脹和收縮時(shí),二者無法緊密貼合,導(dǎo)致電池性能變差。
 
報(bào)道指出,研究團(tuán)隊(duì)實(shí)施了面向全固態(tài)電池制作軟性電解質(zhì)膜的研究。把有利于鋰離子運(yùn)動(dòng)的特殊液體和氧化硅混合之后,可以形成類似于軟性隱形眼鏡的玻璃膜。只要改變氧化硅的用量,就能調(diào)整柔軟度。

報(bào)道注意到,此次,研究團(tuán)隊(duì)把電解質(zhì)膜中所含的氧化硅量減少一半,使其變成凝膠狀。然后再與經(jīng)過紫外線照射就會(huì)凝固的樹脂混合在一起,就可以用3D打印機(jī)塑造成型。
 
報(bào)道介紹,實(shí)驗(yàn)證實(shí),通過把電解質(zhì)、正極用鈷酸鋰、負(fù)極用鈦酸鋰等變成凝膠狀材料,僅靠3D打印機(jī)就能制作出電池。據(jù)稱,兩個(gè)小時(shí)左右就能制造出來。
 
報(bào)道稱,只需涂上材料,用紫外線照射即可制作,不需要高溫加熱,因此可以大幅削減制造成本。柔性電解質(zhì)不易開裂,即使構(gòu)件膨脹和收縮也能柔軟地貼合。
 
報(bào)道還稱,試制出來的電池可以穩(wěn)定充放電100次以上。安全性也已通過起火測試等進(jìn)行確認(rèn)。本間格表示,“只要輸入數(shù)據(jù),電池的大小和形狀可以隨意改變”。
 
報(bào)道指出,該技術(shù)實(shí)用化面臨的課題是電解質(zhì)的離子電導(dǎo)性不夠高。由于鋰離子無法順利移動(dòng),很難瞬間釋放出巨大能量。
 
報(bào)道還指出,研究團(tuán)隊(duì)將調(diào)整材料的成分,目標(biāo)是提高離子電導(dǎo)性。利用開發(fā)的電池驅(qū)動(dòng)汽車行駛的實(shí)驗(yàn)已取得成功,實(shí)驗(yàn)時(shí)的最高時(shí)速達(dá)到30公里。研究人員將反復(fù)進(jìn)行改進(jìn),以提升輸出功率,并考慮將其安裝在純電動(dòng)汽車上。今后還將大力開發(fā)能量密度高的正極材料。

據(jù)報(bào)道,首階段目標(biāo)是在傳感器和可穿戴終端的電源等用途方面實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。