https://techxplore.com/sort/date/all

Josiah02

　　韩国研究人员齐心协力攻克全固态电池商业化难题，相关成果发表在《储能材料》杂志上。
　　韩国能源研究所下一代电池研究中心的 Yoon-Cheol Ha 博士与庆熙大学应用化学系金炳昆教授领导的团队、中央大学能源系统工程学院文昌赫教授领导的团队等合作，开发出一种将全固态电池正极材料与硫化物固体电解质进行最佳混合的技术。
　　全固态电池因其极低的火灾或爆炸风险而作为下一代电池技术受到关注。然而，由于全固态电池的固体特性，与基于液体电解质的传统电池相比，全固态电池需要的技术要先进得多，制造难度也更大。
　　特别是，阴极活性材料与固体电解质、导电添加剂和粘合剂的有效混合和分散被认为是制造复合电极的挑战之一。
　　必须满足严格的条件，例如创建有利于电子和锂离子有效传输的通道（通路）并确保阴极-电解质界面上的低界面电阻。
　　KERI 的全固态电池由于阴极复合材料的优化设计而性能得到提升。图片来源：韩国电气技术研究院
　　目前，混合正极材料与固体电解质主要有两种方法：一种是在湿式或干式条件下进行机械混合，使其厚度达到几十到几百微米（百万分之一米）；另一种是采用核壳结构的方法，将正极材料的表面包裹在固体电解质中。
　　然而，这些现有的方法在确保电子或离子的移动以及形成低电阻界面方面面临挑战。
　　为了解决这个问题，KERI和大学研究团队采用了用固体电解质部分涂覆阴极活性材料的方法。
　　由于硫化固体电解质对氧气和水分敏感，如果使用不当，可能会变质，因此研究团队开发了一种刀片研磨机——一种可以利用不会引起化学反应的惰性气体的特殊设备。这使他们能够研究各种类型的固体电解质涂层结构，并测试和验证与阴极活性材料的最佳混合比例和工艺条件。
　　韩国电气研究所的研究人员，包括 Yoon-Cheol Ha 博士（最左边），站在用于优化设计全固态电池阴极复合材料的“刀片磨机”设备前。
　　该团队进行了各种模拟，收集了大量数据，证明了活性材料利用率（实际容量与理论容量相比）和倍率能力（快速充电/放电与低电流充电/放电相比）的提高。然后他们将结果应用于原型（软包电池），以验证全固态电池的性能。
　　Yoon-Cheol Ha 博士表示：“为了广泛采用全固态电池，提高固体电解质本身的性能并降低成本非常重要。然而，有效创建复合电极以促进离子和电子顺利流动的结构设计和制造工艺技术也很重要。”
　　他补充道：“通过使用一种以最佳比例将阴极活性材料部分涂覆有固体电解质的复合材料，我们可以增强电极的功能并显著提高全固态电池的性能。”
　　KERI已获得与该技术相关的专利，计划寻找潜在客户并实现商业化，并相信该成果将引起全固态电池材料和设备制造商的极大关注。