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特斯拉與合作夥伴找到新材料以改進鋰離子電池性能

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科技產業資訊室 - Gloria 發表於 2019年8月12日

圖、特斯拉與合作夥伴找到新材料以改進鋰離子電池性能

雖然業界知道,現今鋰離子電池仍有改進的空間,但是產業內大多數公司都認為固態電池將成為下一代首選的解決方案。可是特斯拉的電池研究合作夥伴於近期卻推翻了這一做法,因為其研發出能夠提高能量密度的鋰離子電池,讓固態電池想成為主流還要再等等了。

Dalhousie大學的Jeff Dahn研究小組、特斯拉加拿大研發小組和Waterloo大學共同發表了新的研究報告,稱發現了比固態電池能量密度更高且更穩定的新型鋰電池技術,這或許將改變下一階段動力電池技術的發展路線。

Jeff Dahn是鋰離子電池研究的先驅,曾經協助增加鋰離子電池生命週期而受到讚譽。2016年Jeff Dahn與特斯拉合作且成立NSERC/Tesla Canada Industrial Research之後,正全力研究在增加能量密度和耐久性,且同時降低成本的鋰離子電池研究。

在過去幾年中,該研究中心提交了許多電池技術專利。最近,更是提交了一項新專利能夠有助於防止特斯拉汽車的電池故障(US20190173122)。現在,其新的論文則是“帶有雙鹽基液態電解質且無樹枝狀結晶的無陽極長循環壽命鋰金屬聚合物電池(Long cycle life and dendrite-free lithium morphology in anode-free lithium pouch cells enabled by a dual-salt liquid electrolyte)”。

其核心的資訊顯示,先前很多研究對於下一階段的鋰離子電池不看好,認為電池中使用的傳統液態電解質必須由固態電解質取代,以保持長期穩定迴圈所需的壽命和高能量密度。但是該小組最新的實驗中發現,採用LiDFOB/LiBF4液態電解質的無陽極鋰金屬電池在90次充放電迴圈後,仍可以剩餘80%的電池容量和較高的穩定性,在能量密度上也並不亞於固態電池。

如果這一方式能夠成功的話,它將導致更多能量密集和持久的電池商業化,其商業化時程比起固態電池還要來得快上許多。

眾所皆知,當然廠商也可使用固態電解質,這被許多研究認為是未來最可行的技術手段。但是目前固態電解質在多次充放電後,無法實現穩定無枝晶的狀態(穩定性),同時在大規模量產方面也存在問題,生產線動輒就需要數十億美元的投入。如果採用LiDFOB/LiBF4液體電解質可用於製造安全,長壽命的鋰金屬電池,那麼現有的製造設備可用於快速商業化高能量密度電池。

現今該團隊已經成功試驗該款雛型電池,如果特斯拉或者其他廠商能夠將其帶入量產階段,那麼未來採用全液態電解質的鋰離子電池將改變科技發展方向。(722字)


參考資料:
Tesla battery research partner unveils path to more energy-dense Li-ion cells that could beat solid-state. electrek,2019/8/6
Long cycle life and dendrite-free lithium morphology in anode-free lithium pouch cells enabled by a dual-salt liquid electrolyte. Nature Energy. 15 July 2019
 

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