借用半导体行业的专业知识 美国能源部研究团队制造出更高性能的电池

盖世汽车讯 长期用于计算机芯片制造的涂层技术可以使电池在其使用寿命内充电更多次，并使其更容易制造。据外媒报道，美国能源部（DOE）阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）的科学家已成功将该技术应用于固态电池，即由所有固体材料制成的电池。

该研究首次在含硫固体电解质粉末上演示了原子层沉积技术。电解质是在电池两个电极之间传输离子（带电粒子），将化学能转化为电能的材料。

图片来源：阿贡国家实验室

一种有前途的固态材料，但也面临挑战

与采用液体电解质的传统锂离子电池相比，固态电池具有多种潜在优势：更高的安全性、每单位体积存储更多能量以及在使用寿命内充电更多次，因此非常适合电动汽车电池。

阿贡国家实验室的研究得到了美国能源部能源效率和可再生能源办公室（The study is the first-ever demonstration of the technique, known as atomic layer deposition, on the powder form of sulfur-containing, solid electrolytes.）车辆技术办公室（Vehicle Technologies Office）的部分资助，重点研究硫银锗矿，即一类含硫的固态电解质。 硫银锗矿相对于其他固态电解质有几个优点，例如具有更高的离子电导率，因此可以更快地通过电池传输离子。而这可以转化为电动汽车更快的充电速度。硫银锗矿也更容易、更便宜地加工成最终制成电池的颗粒。

但硫银锗矿在制造方面具有诸多挑战。由于与空气高度反应，因此硫银锗矿很难在电池生产工厂中处理。此外，它们很容易与锂金属等电极材料发生反应。这些反应产生的化学物质会降低电解质/电极界面的质量。不仅如此，这些反应还会减慢锂离子的传输，降低电池性能并导致枝晶形成。枝晶是针状的锂结构，会降低电池的安全性和耐用性。