6月10日訊，據(jù)知悉。當(dāng)前固態(tài)電池因高能量密度與安全性被視為下一代電池技術(shù)，但其商業(yè)化進(jìn)程受制于運(yùn)行需高壓的痛點(diǎn)。傳統(tǒng)固態(tài)電池需依賴龐大金屬板施加高壓以維持鋰金屬與固體電解質(zhì)的接觸，導(dǎo)致設(shè)備笨重且成本高昂。
佐治亞理工學(xué)院Matthew McDowell教授團(tuán)隊在《Science》期刊發(fā)表突破性成果，通過鋰鈉合金設(shè)計實現(xiàn)固態(tài)電池低壓運(yùn)行。研究將鋰與20%摩爾分?jǐn)?shù)的鈉合金化，利用鈉的柔軟特性與不混溶性，在鋰微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)形成動態(tài)結(jié)構(gòu)域。電化學(xué)過程中，鈉自發(fā)遷移至界面并變形，填補(bǔ)鋰體積變化產(chǎn)生的空隙，從而在低壓下維持穩(wěn)定電接觸。
這一設(shè)計靈感源自生物形態(tài)發(fā)生機(jī)制，通過界面自調(diào)節(jié)功能消除高壓依賴。實驗顯示，該合金電極在低壓下循環(huán)性能顯著提升，同時鈉的惰性不阻礙鋰離子傳輸，保障電池效率。
此技術(shù)有望簡化固態(tài)電池結(jié)構(gòu)，降低制造成本，推動其在電動汽車、儲能等領(lǐng)域的應(yīng)用。研究突破了固態(tài)電池商業(yè)化關(guān)鍵瓶頸，為高能量密度電池設(shè)計開辟新路徑。
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