三星純固態(tài)EV原型電池進一步完善設(shè)計

三星技術(shù)研究院（SAIT）與日本三星研發(fā)研究院（SRJ）的研究人員，已經(jīng)設(shè)計了一種高性能、長續(xù)航的純固態(tài) EV 原型電池。其采用了更安全的袋式封裝設(shè)計，體積較常規(guī)鋰離子電池小 50%，可在實現(xiàn) 500 英里續(xù)航里程的情況下，實現(xiàn) 1000 次以上的循環(huán)充電。

截圖（來自：Samsung）

固態(tài)電池被視為電動汽車（EV）的一個重要突破，有望奠定未來幾十年的發(fā)展方向，在汽車、飛行器、設(shè)備、家庭供電等方面發(fā)揮重要的作用。

當前鋰離子的一大短板，就是使用了液態(tài)的電解質(zhì)。每次充放電過程，鋰離子都會在正負極之間來回浮動，而固態(tài)電池則使用凝結(jié)的固態(tài)電解質(zhì)來傳遞電荷。

消除液態(tài)電解質(zhì)，不僅可以增大電池的體積能量密度、讓結(jié)構(gòu)變得更加緊湊，還可以更好地應(yīng)付發(fā)熱狀況。

對于電動汽車來說，固態(tài)電池不僅能夠降低散熱需求，還可以減少自重、不易起火或爆炸、使用壽命也更長。

當前鋰離子電池還面臨老化后形成晶枝的問題，隨著常見的鋰金屬陽極積聚少量的金屬，電池內(nèi)部可能形成筍狀突起，最終戳破電芯、縮短電池使用壽命、乃至形成短路等安全隱患。

好消息是，三星旗下 SAIT 和 SRJ 研究所的研究人員，已經(jīng)開發(fā)出了使用 5 微米厚度的銀碳復(fù)合層來取代鋰金屬陽極的方法。

研究已發(fā)表在《自然能源》（Nature Energy）期刊上

SRJ 首席工程師 Aihara Yuichi、首席研究員 Lee Yong-Gun Lee 和 SAIT 的 Master Dong Im 組成的研究團隊，選擇了固體硫化物電解質(zhì)和高鎳層狀氧化物陰極。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種新設(shè)計有效地調(diào)節(jié)了鋰枝晶的沉積，從而實現(xiàn)了長效的電化學特性?；诖皆碗姵氐臏y試表明，其效率在 900 Wh / L 以上 。

原型電池的能量密度，約為常規(guī)使用液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池的兩倍、庫侖效率超過 99.8%、預(yù)估壽命超 1000 次循環(huán)。

以設(shè)計續(xù)航 500 英里（800 公里）的電動汽車為例，如果管理得當，車子能夠順利行駛 50 萬英里（80 萬公里）以上，遠超大多數(shù)燃油發(fā)動機。

作為目前世界上最知名的電池制造商之一，三星顯然可以在適當?shù)臅r候迅速投產(chǎn)下一代固態(tài) EV 電池。

不過在商用之前，研究團隊表示其計劃進一步完善設(shè)計，以及開發(fā)配套的制造技術(shù)，此外電池價格仍占 EV 總成本的大頭。