Umaasa ang Solid-State Battery Breakthrough sa Cathode Sa halip na Electrolyte

BEIJING – Ang ikatlong China solid-state battery innovation summit sa Beijing, mas maaga sa buwang ito, ay nag-highlight ng mga hamon sa buong industriya ng baterya.

Sinabi ni Propesor Xia Dingguo ng Peking University na ang density ng enerhiya, na pangunahing tinutukoy ng cathode, ay nananatiling mahalaga, at ang pagbabago ng cathode, sa halip na mga electrolyte breakthrough, ay ang susi sa paglipat ng mga solid-state na baterya mula sa laboratoryo patungo sa komersyal na produksyon, gaya ng iniulat ng Autohome.

Ang muling pagsibol ng interes sa mga solid-state na baterya ay nauugnay sa dalawang pangunahing salik: malaking pagtaas sa pangkalahatang mga kakayahan sa pagsasaliksik mula noong 1990s, at pagtaas ng demand para sa mas mataas na density ng enerhiya, kaligtasan, at pag-optimize ng materyal sa mga aplikasyon ng electric vehicle (EV).

Ang mga solid-state na baterya ay inaasahang makakamit ang mataas na densidad ng enerhiya, kaligtasan, mahabang buhay ng serbisyo, at mababang gastos, ngunit walang mga tagumpay sa teknolohiya ng cathode, ang kanilang pang-industriya na kahalagahan ay limitado.

Ang mga kasalukuyang hamon ay nakasentro sa katatagan ng interface at pagiging tugma ng materyal. Ang mga eksperimento na may mataas na nickel cathodes ay nagpapakita ng pinahusay na thermal stability ngunit nananatiling isang panganib sa kaligtasan sa ilalim ng mataas na kasalukuyang o boltahe na mga kondisyon dahil sa lokal na polarization, pagbuo ng mataas na impedance layer, at sa kalaunan ay pagkasira ng pagganap.

Maaaring pansamantalang patatagin ng fluorine doping ang cycle, ngunit tataas ang degradasyon pagkatapos ng humigit-kumulang 125 cycle. Ang mga kristal na materyales ng cathode ay anisotropic, at kahit maliit na pagbabago sa volume ay maaaring magkonsentra ng mga stress sa interface, na naglilimita sa buhay ng cycle.

Ang pagiging tugma ng materyal ay higit pang naglilimita sa komersyal na pag-aampon. Ang iba’t ibang solid electrolyte, kabilang ang mga chlorides, sulfide, at oxide, ay nagpapakita ng iba’t ibang modulus at interfacial na pag-uugali.

Ang oksido ay masyadong matigas; Ang mga sulfide at chlorides ay kadalasang nangangailangan ng inilapat na presyon, na nagpapalubha sa proseso ng pagmamanupaktura. Ang pagdaig sa mga hamong ito ay mangangailangan ng mababang modulus, interface-friendly na mga electrolyte, o mga naka-optimize na polymer na may kakayahang malawak na hanay ng boltahe at mataas na conductivity.