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日媒:或可延长续航!日本研发出3D打印全固态电池
来源: | 作者:ROOFER18650 | 发布时间: 150天前 | 350 次浏览 | 分享到:


据《日本经济新闻》网站12月20日报道,日本东北大学教授本间格和助教小林弘明等人开发出了用3D打印机制作全固态电池的技术。制作时使用可以自由改变硬度的材料,只需几个小时就能制成电池,而且不必实施以往需要的高温工序。试制出来的电池经受住了各种性能测试,具备一定性能,有望对全固态电池的早日实用化作出贡献。

 
报道称,电解质是电池的主要构成部分之一,通常为液体状态,但全固态电池的电解质为固体,发生起火事故等的危险性较小。这种电池的另一个特点是,可通过层叠电池来增加单位体积的蓄电量。因此,作为可延长纯电动汽车续航距离的新一代电池备受期待。
 
报道还称,全固态电池一般是把电极和电解质材料进行强力压合,加热到数百摄氏度后制成。但加热工序需要花费成本,而且会存在受热开裂的情况。同时还存在的问题是,由于电解质较硬,正极和负极随着充放电反复膨胀和收缩时,二者无法紧密贴合,导致电池性能变差。
 
报道指出,研究团队实施了面向全固态电池制作软性电解质膜的研究。把有利于锂离子运动的特殊液体和氧化硅混合之后,可以形成类似于软性隐形眼镜的玻璃膜。只要改变氧化硅的用量,就能调整柔软度。

报道注意到,此次,研究团队把电解质膜中所含的氧化硅量减少一半,使其变成凝胶状。然后再与经过紫外线照射就会凝固的树脂混合在一起,就可以用3D打印机塑造成型。
 
报道介绍,实验证实,通过把电解质、正极用钴酸锂、负极用钛酸锂等变成凝胶状材料,仅靠3D打印机就能制作出电池。据称,两个小时左右就能制造出来。
 
报道称,只需涂上材料,用紫外线照射即可制作,不需要高温加热,因此可以大幅削减制造成本。柔性电解质不易开裂,即使构件膨胀和收缩也能柔软地贴合。
 
报道还称,试制出来的电池可以稳定充放电100次以上。安全性也已通过起火测试等进行确认。本间格表示,“只要输入数据,电池的大小和形状可以随意改变”。
 
报道指出,该技术实用化面临的课题是电解质的离子电导性不够高。由于锂离子无法顺利移动,很难瞬间释放出巨大能量。
 
报道还指出,研究团队将调整材料的成分,目标是提高离子电导性。利用开发的电池驱动汽车行驶的实验已取得成功,实验时的最高时速达到30公里。研究人员将反复进行改进,以提升输出功率,并考虑将其安装在纯电动汽车上。今后还将大力开发能量密度高的正极材料。

据报道,首阶段目标是在传感器和可穿戴终端的电源等用途方面实现实用化。