与锂离子电池相比,固态电池的能量密度更高,安全性也更高。Philipp Adelhelm教授和Ingo Manke博士领导的团队成功观察了固态电池的充放电过程,并创建了高分辨率的3D图像。这表明,通过提高压力可以有效地减少开裂。
固态电池(SSBs)目前被认为是未来有前途的电池技术。与目前用于手机、笔记本电脑和电动汽车的锂离子电池相比,固态电池可以实现更高的能量密度和更好的安全性。因此,除了研究机构外,所有主要的汽车公司也在研究这项技术。
该技术的主要特点是将锂离子电池中高度易燃的液体电解质替换为固体电解质。因此,整个电池只由“固体材料”组成,因此被称为固态电池。为了生产这样的电池,不同的材料(阳极、阴极和电解质)必须在高压下压在一起。
来自柏林赫姆霍兹中央实验室、柏林洪堡大学和联邦材料研究与测试研究所的研究人员已经成功地观察了这种固态电池在充电和放电过程中的过程。Philipp Adelhelm教授和Ingo Manke博士领导的团队研究了硫化铜(一种天然矿物)作为固态电池阴极的行为。锂被用作阳极。电池的一个特点是在放电过程中形成大的铜微晶。大晶粒的形成使得能够通过X射线断层扫描对反应进行详细研究。因此,可以在3D中追踪(放电)反应,并且第一次可以追踪电池内阴极颗粒的移动。
此外,研究表明,较高的压力可以有效地减少开裂。研究人员解释道:“对于复杂的测量,我们必须做出一些妥协,并进行许多参考实验,然而,研究结果为固态电池的内部工作提供了详细的见解,并显示了如何改进其性能。”