固态电池的技术重心将放到等静压的技术上_风闻

文/观察未来科技

据美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）报道，基于富有前景的测试结果，电池研究人员建议固态电池行业关注等静压（isostatic pressing）技术，以促进下一代电池商业化。

固态电池的商业规模生产是电动汽车制造商的目标，因为这些电池有可能比目前市场上的锂离子电池充电更快、使用更久、运行更安全。由此可见，实现规模化制造固态电池亦十分重要。“有效解决这些挑战，可以超越目前的电池技术，使能量密集型固态电池满足便携式电子产品、电网存储、电动汽车甚至航空应用迅速增长的需求。” 

等静压技术的工作原理

等静压工作原理为帕斯卡定律：“在密闭容器内的介质（液体或气体）压强，可以向各个方向均等地传递。”该过程使用机器内的液体和气体（如水、油或氩气）在电池组件上施加一致的压力，从而产生高度均匀的材料。

当电池充电或放电时，离子会穿过由金属薄层构成的正极和负极之间的电解质。在为手机、电动汽车等各种设备提供动力的锂离子电池中，电解质是一种液体，离子很容易穿过它。但如果电池层之间的分离受到损害，这种液体也会溢出或点燃。而且，通过等静压技术，可以产生均匀的固态电解质薄层，使层与层之间保持高度接触，从而实现平稳的离子运动。该方法适用于不同温度和压力下的各种电池组合物。

**研究结果还显示，在低温条件下，使用柔软的电解质材料，等静压技术非常成功。**因为软电解质材料更易于加工，具有适合离子运动的晶体结构。相比之下，以前的电池等静压技术需要在非常极端的条件下完成，如非常高的温度或室温，但不能介于二者之间。 

固态电池在电动汽车中的应用

“所有这些材料都有其独特的优势，研究人员希望加以利用，这就是为什么你可以在从室温到几千华氏度的任何地方进行等静压的重要性，这意味着你可以使用从聚合物到氧化物的任何材料，包括所有材料”。这种多功能性对于正在开发的各种固态电池设计和材料保持一致的制造工艺至关重要。

几家领先的汽车公司已宣布打算在几年内销售使用固态电池的电动汽车。 “毫无疑问，所有固态电池都在长途旅行中，但等静压技术如果可扩展，将提供一种没有不切实际的情况下组装电池层的方法。”等静压还可以将三个电池层制造为一个单一的致密系统，而不是在将它们连接起来之前单独创建它们。“有效应对这一挑战将使能量密集型固态电池能够满足便携式电子产品、电网存储、电动汽车甚至（航空）应用的新兴需求，从而使当今的电池技术跨越到未来几十年。”

“等静压操纵晶体结构的能力将对固态电池产生重大好处”。ORNL 的研究人员还在继续进行测试，以了解哪种压制温度和压力组合对不同材料最有效，以及这些因素如何影响质地。