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NASA的固态电池有哪些独特技术

来源:中国汽车报 浏览次数:2165 发布日期:2022-10-21

固态电池是新能源领域终极发展目标之一,全球多个企业和机构投入大量的人力物力进行研发,经常有最新消息传出来。最近,美国航空航天局(NASA)宣布航空用固态电池取得了重大突破。

这是一条令人振奋的消息,NASA的固态电池有哪些新颖之处?中科院物理所研究员李泓告诉记者,样品数据都没有问题,关键看产业化进展。中南大学教授张永柱告诉记者,NASA的固态电池有不少创新之处,关键看产业化过程中,如何解决大批量的金属锂及硒材料供应。

NASA在官网上称,目前所研发成功的固态电池的能量密度达到了500Wh/kg,几乎是现役最好的电动汽车电池能量密度的两倍。

NASA的固态电池起源于2021年4月,NASA宣布其改进固态电池充电效率和安全性项目(e Solid-state Architecture Batteries for Enhanced Rechargeability and Safety,“SABERS”)部门将为电动飞机研发固态电池.

NASA宣称,SABERS对电池的新材料进行了试验,这些材料在放电方面取得了显著进展。在过去的一年里,该团队成功地将电池的放电率提高了10倍,其后又提高了5倍。

NASA的研究人员介绍了固态电池的基本情况,例如,重量增加20~30%,体积增加30~50%。新型固态电池采用SABERS双极叠加,有效减少10~30%的电池组“开销”,并且提高比能量和功率。

研发人员强调了NASA开发的独特技术,比如,高导电性、超轻电极支架;通过厚度离子传输实现快速动力学;实现通用干电极处理;可扩展。

据了解,NASA的固态电池使用了硫与硒,电池还利用了NASA此前研发的“多孔石墨烯”材料,据研究人员介绍,活性物质含量高达90 wt%,也有高面积容量,生产过程比较简单,一步完成,无需混合,广泛适用于S, Se, SexSy, Li2S等材料体系的固态电池。添加多孔石墨烯后显著提高电池的初始放电容量。这款固态电池还有超高质量负荷(>10 mg/cm2)的特点。

研发人员在最后的总结中说,NASA研发的固态电池可实现高温操作(150°C),如果将工作温度从40°C提高到50°C,能量将增加10%,多孔石墨烯具有高导电性和无粘合剂的干压缩性,还增加了阴极电导率和初始电压放电曲线,

针对NASA固态电池公布的材料,记者分别采访了李泓和张永柱,他们均认为,NASA的固态电池有创新点,在固态电池的研发过程中,有些机构的实验室样品参数也很亮丽,这些样品的关键在产业化过程,产业化不仅要考虑固态电池本身的性能,还要考虑成本,以及实现工艺的难易程度。

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