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科学家们发现可以提高锂离子电池性能的固体电解质材料

发布时间:2022-06-29 22:40:17编辑:来源:

斯坦福大学的科学家们已经确定了一种新型的固体材料,可以代替锂离子电池中的易燃液体电解质。科学家们表示,由锂,硼和硫制成的低成本材料可以提高电动汽车,笔记本电脑和其他电池供电设备的安全性和性能。他们的发现发表在ACSAppliedMaterials&Interfaces杂志上的一项研究中。

斯坦福大学材料科学与工程系的访问学者奥斯汀·森德克(AustinSendek)说:“典型的锂离子电池有两个固体电极,中间有两个高度易燃的液体电解质。”“我们的目标是设计稳定,低成本的固体电解质,从而增加电池的功率和能量输出。”

有前途的材料

电池电解质在充电和放电期间会在正极和负极之间穿梭锂离子。大多数锂离子电池使用液体电解质,如果电池刺破或短路,该电解质会燃烧。另一方面,固体电解质很少着火,并且可能更有效。

材料科学与工程学副教授埃文·里德(EvanReed)说:“固体电解质有望成为液体电解质的一种更安全,更持久,更节能的替代品。”“然而,发现用于固体电解质的合适材料仍然是重大的工程挑战。”

这组作者说,当今使用的大多数固体电解质太不稳定,效率低下且价格昂贵,无法在商业上可行。

Sendek说:“常规的固体电解质不能传导比液体电解质那么多的离子电流。”一旦与电池电极接触,通常能降解的极少数。”

机器学习

为了找到可靠的固体电解质,Sendek和他的同事在2016年训练了一种计算机算法,可以筛选材料数据库中的12,000多种含锂化合物。在几分钟之内,该算法即可识别出大约20种有前途的材料,包括四种由锂,硼和硫制成的鲜为人知的化合物。

森德克说:“在寻找候选人的时候,我们注意到有四种锂硼硫

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