安全固態鋰電池預示著儲能的范式轉變

生產安全，功能強大且價格適中的固態鋰電池的競賽正在加速，最近有關使用稱為石榴石的固態不可燃陶瓷電解質的改變游戲規則的研究的最新公告在某些競賽中稱其為革命性的。

機械工程學助理教授凱爾西·哈特澤爾(Kelsey Hatzell)表示：“這是儲能的范式轉變。” 一篇論文“孔連通性對用同步加速器X射線斷層掃描觀察的LLZO電解質中Li枝晶傳播的影響”描述了她對石榴石電解質失效點的新穎研究，該研究已于3月在化學會的《能源快報》上在線發表。這是該月閱讀次數最多的ACS Letters文章之一。

鋰離子電池通常包含會著火的液態有機電解質。使用不易燃的基于石榴石的電解液可消除火災危險。用諸如石榴石之類的固體有機物代替液體電解質還可以通過延長電池壽命來降低成本。

Hatzell說：“固態電池是全電動汽車和其他將能量存儲和安全放在首位的應用的理想選擇。”

Hatzell的團隊測試了Li 7 La 3 Zr 2 O 12 –氧化鑭鑭鋯或LLZO –石榴石型材料，由于其高的鋰離子傳導性以及與Li金屬的相容性，在全固態電池應用中顯示出了廣闊的前景。

Hatzell說：“了解這些電解質系統中的失效機理對于設計彈性固體電解質系統至關重要。” “ LLZO的主要限制是在低電流密度下容易發生短路事件。”

Hatzell的研究使用同步加速器X射線斷層掃描技術追蹤了實際充放電事件后LLZO的結構變化。這項技術使研究人員可以查看電池內部并以亞微米分辨率查看3D結構特征。

Hatzell說：“大多數使用固態掃描儀或掃描電子顯微鏡對固體電解質中的鋰進行成像的技術都是破壞性的或異位的。使用同步加速器工具在更現實的條件下測試材料，使我們能夠探查掩埋的界面。”沉鳳玉，博士后，研究生，肖向輝，Marm Dixit。