利用橡膠基材開發固體電解質,可望適用於EV電池

 

刊登日期:2022/4/21
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美國喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)等組成的研究團隊開發了一項適用於電動車(EV)電池之高成本效益且安全的固體電解質材料,透過將彈性體(Elastomer)製作成3D結構,進而增強了離子傳導性、機械穩定性等特性。

利用無機陶瓷或有機聚合物之固態電池受到各界矚目,然而無機固體電解質的製造具困難度、昂貴且不環保;聚合物電解質雖擁有製造成本低、無毒、柔軟性等優點,但也存在離子傳導性或機械穩定性較差的缺點。

合成橡膠或彈性體價格低廉且具有優異的機械特性,除了民生消費用品之外,亦適用於穿戴式設備、軟性機器人等先進技術的材料用途。有鑑於此,研究團隊將目光聚焦於以橡膠為基材之有機聚合物,並成功地使其具備了優異的離子傳導性、機械性能及電化學穩定性。研究團隊發現將彈性體處理成3D可塑性結晶構造,可促進鋰離子高速移動,進而有助於電池的長壽命化。

利用新開發的彈性體電解質,在電壓4.5V條件下,電解質與電極合計每1kg可以提供410 Wh以上的輸出功率。此外,新材料可在低溫條件下透過簡單的聚合製程進行生產,且與電極之間的界面光滑,將可抑制導致短路之樹枝狀結晶的生成。基於這些特性,將可望實現在室溫下亦能穩定運作且安全之固態電池開發。今後研究團隊將進一步提升離子傳導性並著手改善循環次數、充電時間等電池性能。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/220321_rubber-material.html
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