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《中国台湾ProLogium公司拟生产全无机电解质第四代锂陶瓷电池，实现更轻、更高效的设计》

  • 来源专题：先进材料
  • 编译者： 李丹
  • 发布时间：2025-02-21

  • 转自全球技术地图

    据Chargedevs.com 2月12日消息，中国台湾ProLogium公司计划于2025年底开始试生产含有全无机电解质的第四代锂陶瓷电池(LCB)。该公司将电池无机含量从90%提高到100%，可提高能量密度、充电速度、低温可靠性和安全性。第四代LCB的比能达到380 Wh/kg，能量密度达到860-900 Wh/L，相较于第三代提高了续航里程、降低了成本并实现了更轻、更高效的设计。同时，其陶瓷隔膜和湿膜涂层技术使电池的热导率达到传统液体电池的三倍。大尺寸电池设计（约200~500×560毫米）增强了散热能力，确保在高速行驶等高负荷条件下保持稳定性。平面液体冷却系统减少了对主动冷却的依赖，降低了激活频率并提高了整体能源效率。

  • 原文来源：https://chargedevs.com/newswire/prologium-to-produce-inorganic-electrolyte-battery/
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相关报告

  • 《日本在室温下合成陶瓷柔性片状电解质》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2020-06-07
    • 据报道，日本首都大学东京（4月变更为东京都立大学）研发了一种为锂金属电池打造陶瓷柔性电解质薄片的新方法。研究人员将石榴石型陶瓷、聚合物粘合剂和一种离子液体混合在一起，打造出一种类固态片状电解质。由于研究人员在室温下进行合成，因而与现有在高温下（>1000°C）进行的工艺相比，该新方法的耗能大大降低。此外，该电解质能够在很大的温度范围内工作，是一种前景非常好的电解质，可用于电动汽车等设备的电池中。 图片来源：东京都立大学 　　化石燃料满足了全球大部分的能源需求，包括电力。不过，化石燃料正在被耗尽，而且燃烧化石燃料会导致二氧化碳和有毒氮氧化物等其他污染物直接排放到大气中。全球都需要向更清洁的可再生能源进行转型，不过，风能和太阳能的可再生能源往往是间歇性能源，因为风不会一直吹，而晚上也没有太阳。因此，需要研发先进的能源存储系统，更高效地利用此种间歇性可再生能源。自1991年，索尼公司实现锂离子电池的商业化以来，此类电池就对现代社会造成了深远的影响，为多种便携式电子产品和无绳吸尘器等家用电器提供动力。不过，电动汽车仍需要最先进的锂离子技术，而且电池的容量和安全性需要得到很大的改进。 　　因此，很多科学家开始研究锂金属电池。因为从理论上看，锂金属阳极的容量比现有的商用石墨阳极的容量更高。不过，锂金属阳极仍存在技术障碍。例如，在液态电池中，可能会生长锂枝晶，导致电池短路，甚至引发火灾和爆炸。不过，固态无机电解质就明显更安全。而石榴石型（结构形状）陶瓷Li7La3Zr2O12，即LLZO，由于具备离子电导率高且能与锂金属兼容，被广泛认为是一种很有前景的固态电解质材料。不过，生产高密度的LLZO电解质需要高达1200°C的烧结温度，既浪费能源又耗时，因而很难大规模生产LLZO电解质。此外，LLZO电解质很脆，其与电极材料之间的物理接触性能差，通常导致接触界面电阻高，极大了限制了其在全固态锂金属电池中的应用。 　　因此，东京都立大学的一个研究小组在Kiyoshi Kanamura教授的领导下，开始研发一种能够在室温下制作的柔性复合LLZO片状电解质。研究人员在薄薄的聚合物基材上浇上LLZO陶瓷泥浆，就像在吐司上涂上黄油一样。然后，再放到真空炉中进行干燥，之后，该款75微米厚的片状电解质会被浸泡到离子液体（IL）中，以提升其离子电导率。离子液体就是室温下的液体盐，众所周知，其导电率高，而且几乎不易燃，也不挥发。在该片状电解质内部，离子液体成功填补了结构中的微小缺口，桥接了LLZO颗粒，为锂离子形成一个有效通道；此外，还有效降低了阴极接触界面的电阻。在进一步研究中，研究人员发现，结构中的锂离子既在离子液体，也在LLZO颗粒中扩散，因而离子液体和LLZO颗粒都突出发挥了作用。该合成法非常简单，适合工业化生产，而且整个过程都在室温下进行，无需高温烧结。 　　尽管仍存在一些挑战，该研究小组表示，该柔性复合片状电解质所具备的机械鲁棒性和可操作性使其能够在更大的温度范围内工作，也使其成为了锂金属电池的理想电解质。新合成法非常简单也意味着可能会比预想的时间更早看到此种高容量的锂金属电池上市。
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  • 《弹性塑料电解质可以实现新的锂离子电池设计》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2019-09-11
    • 近年来，锂离子电池的日益普及，给世界钴和镍供应带来了压力 - 这两种金属是目前电池设计中不可或缺的一部分 - 并导致价格飙升。 为了开发锂基电池的替代设计，减少对稀有金属的依赖，佐治亚理工学院的研究人员开发了一种有前景的新型阴极和电解质系统，用低成本的过渡金属氟化物代替昂贵的金属和传统的液体电解质和固体聚合物电解质。 “由过渡金属氟化物制成的电极长期存在稳定性问题和快速失效，导致人们对它们用于下一代电池的能力产生了极大的怀疑，”佐治亚理工学院材料科学与工程学院教授Gleb Yushin说。 “但我们已经证明，当与固体聚合物电解质一起使用时，金属氟化物显示出非凡的稳定性 - 即使在更高的温度下 - 这最终会导致更安全，更轻和更便宜的锂离子电池。” 在典型的锂离子电池中，在两个电极（阳极和阴极）之间的锂离子转移期间释放能量，阴极通常包含锂和过渡金属，例如钴，镍和锰。离子通过液体电解质在电极之间流动。 该研究于9月9日在“自然材料”杂志上发表，由陆军研究办公室赞助，该研究小组用氟化铁活性材料和固体聚合物电解质纳米复合材料制造了一种新型阴极。氟化铁的锂容量是传统钴基或镍基阴极的两倍多。此外，铁比钴便宜300倍，比镍便宜150倍。 为了生产这种阴极，研究人员开发了一种将固体聚合物电解质渗透到预制氟化铁电极中的方法。然后他们热压整个结构以增加密度并减少任何空隙。 聚合物基电解质的两个中心特征是其在循环时弯曲和适应氟化铁溶胀的能力以及其与氟化铁形成非常稳定和柔性的界面的能力。传统上，在先前的电池设计中使用氟化铁的膨胀和大量副反应是关键问题。 “由氟化铁制成的阴极具有巨大的潜力，因为它们具有高容量，低材料成本和非常广泛的铁供应，”Yushin说。 “但循环过程中的体积变化以及液体电解质的寄生副反应和其他降解问题限制了它们之前的使用。使用具有弹性的固体电解质可以解决许多这些问题。” 研究人员随后测试了新型固态电池的几种变体，以分析它们在122华氏度的高温下超过300次充电和放电循环的性能，并指出它们在使用金属氟化物时表现优于以前的设计，即使它们保持冷却室温。 研究人员发现，增强电池性能的关键是固体聚合物电解质。在先前使用金属氟化物的尝试中，据信金属离子迁移到阴极表面并最终溶解到液体电解质中，导致容量损失，特别是在升高的温度下。此外，当细胞在高于100华氏度的温度下操作时，金属氟化物催化液体电解质的大量分解。然而，研究人员写道，在固体电解质和阴极之间的连接处，这种溶解不会发生，固体电解质保持非常稳定，可以防止这种降解。 “我们使用的聚合物电解质非常普遍，但许多其他固体电解质和其他电池或电极结构 - 例如核 - 壳颗粒形态 - 应该能够同样显着地减轻甚至完全防止寄生副反应并获得稳定的性能特征，“Yushin实验室的研究科学家Kostiantyn Turcheniuk说，他是该手稿的合着者。 未来，研究人员的目标是开发新的和改进的固体电解质，以实现快速充电，并在新设计中结合固体和液体电解质，与大型电池工厂中使用的传统电池制造技术完全兼容。 ——文章发布于2019年9月9日
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