固态锂电池由于具有很好的安全性和能量密度,有可能替代目前实用液态电解液的先进非溶液锂离子电池。但是,固态电池的电池工程化设计目前的发展受到限制。
有鉴于此,韩国能源研究院(Korea Institute of Energy Research) Jinsoo Kim、蔚山科学技术院(UNIST) Sung-Kyun Jung等报道了基于电极和电解质组分微观结构的设计以及对电池结构参数进行参数化设计,用于发展高能量固态电池。
本文要点
(1)
提供了固态电池的设计理念和实验验证,这些设计和指导内容包括电解质的合理微结构、宏观结构、制备方法和过程。搭建了多尺度和多参数的设计平台,涵盖了组成/能量密度/担载量等问题以及有害的电极组成,固体电解质的物理特征,电极的尺寸/堆叠数目等能够影响电池能量的参数。
(2)
使用固体聚合物电解质组装并且测试了10层以及4层袋装固态锂电池,这种袋装电池的起始容量分别能够达到280 Wh kg-1(能量密度为600 Wh L-1)和310 Wh kg-1(能量密度为650 Wh L-1)。
参考文献
Lee, W., Lee, J., Yu, T. et al. Advanced parametrization for the production of high-energy solid-state lithium pouch cells containing polymer electrolytes. Nat Commun 15, 5860 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-50075-9
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50075-9