傳統(tǒng)固態(tài)電池兩頭各有一層電極材料，就像松松脆脆的餅干。夾在餅干間幼滑的奶油層，就是電池電解質(zhì)。如果你把兩頭餅干連接，電子便可以在奶油層開始跑動(dòng)，整塊電池就進(jìn)入了充放電狀態(tài)。
馬里蘭大學(xué)研究出的這種新材料可用于制造固態(tài)電池，特點(diǎn)是兼具電極和電解質(zhì)屬性。換句話說(shuō)，單靠一種類似餅干奶油的混合體，就能造出一塊電池，并且完成輸出和儲(chǔ)存電量的整個(gè)過(guò)程。
這個(gè)新材料糅合了包括硫磺、鍺、磷以及鋰在內(nèi)的多種單質(zhì)與化合物。在混合體的兩頭，研究人員只是稍稍施加“魔法”——加入碳，于是末端就神奇地轉(zhuǎn)換為電極角色。而碳僅僅是幫助驅(qū)使電子流動(dòng)的催化劑，好比在餅干奶油混合物兩頭加了點(diǎn)兒糖。
單塊電池剖面圖。電解質(zhì)(呈現(xiàn)綠色)構(gòu)成了整塊電池的基礎(chǔ)，
頂端和底部的電極由基礎(chǔ)材料添加碳制成(呈現(xiàn)灰色)。
這種電池技術(shù)的革新之處在于，它解決了電極和電解質(zhì)界面間反應(yīng)時(shí)，逐漸產(chǎn)生的電阻問(wèn)題。傳統(tǒng)固態(tài)電池在充放電時(shí)，兩者間的長(zhǎng)時(shí)間交互作用會(huì)產(chǎn)生一層無(wú)用材料。這塊無(wú)用材料就好比一堵墻，增加了固體電解質(zhì)表面的電阻，時(shí)間久了電池?zé)崃繒?huì)隨之攀升，壽命也會(huì)大幅縮短。新電池因?yàn)槿际且环N材料，所以電流通過(guò)時(shí)不存在過(guò)多阻力。這意味著電池的充放電過(guò)程將會(huì)非常平順。
此外雖然沒(méi)有電池能量密度的具體信息，但是一位項(xiàng)目工作人員透露了幾個(gè)數(shù)字。他表示，新技術(shù)生產(chǎn)的電池厚度為600微米，大約是1分硬幣厚度的二分之一。但是與相同厚度的傳統(tǒng)固態(tài)電池比較，新電池中的薄膜比傳統(tǒng)固態(tài)電池中的薄膜厚了約40倍。
這就意味著相同體積的電池產(chǎn)品，可以儲(chǔ)存的電能將會(huì)更多。如果應(yīng)用到電動(dòng)車案例中，單塊電池可以保證同等續(xù)航的水平上，帶來(lái)更寬敞的空間設(shè)計(jì)。另外這種電池在制作程序上，可以采用混合物粉末壓縮進(jìn)塑料和鐵桶封裝的模式，并不復(fù)雜。這一特點(diǎn)便于制造不同形態(tài)的電池產(chǎn)品，在多個(gè)電池的組合方案上，設(shè)計(jì)者可以在車身角落靈活安置這些電池。
目前這款電池仍然在概念驗(yàn)證階段，相關(guān)信息并不豐富。項(xiàng)目研究人員仍在不斷測(cè)試電池充放電的次數(shù)，看它是否可以量產(chǎn)。另外還有幾處可以優(yōu)化，硫化物為基礎(chǔ)的混合物并不是那么環(huán)保的材料，所以下一步研究者將會(huì)嘗試用氧化物來(lái)代替，這樣降解過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生含硫氣體。
當(dāng)然電池產(chǎn)品的安全性、穩(wěn)定性等一系列參數(shù)，會(huì)成為實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證的硬性指標(biāo)。而平衡材料成本和能量密度，則是從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)的敲門磚。
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