鋰離子電池已經(jīng)在人們的日常生活中普及（電動(dòng)汽車和手機(jī)上無處不在），但研究人員們?nèi)栽谂Υ蛟斐龈踩陌姹尽ｄ囯x子電池以“小身材、大容量”而為人們所熟知，但容易在高溫下造成大麻煩。為了避免“自燃”，將可燃的液態(tài)電解質(zhì)換成固態(tài)的形式，或許是克服該問題的一種途徑。研究人員們剛剛給出了一個(gè)可能的答案，其打造出了一種固態(tài)鋰離子電池，能夠經(jīng)受100℃的高溫而不會(huì)起火。
當(dāng)前電池已能在95℃（203℉）及以上溫度很好地使用。
即使你沒有將手機(jī)放在太陽底下暴曬的經(jīng)歷，也可能回想起屏幕上的高溫預(yù)警，比如“請(qǐng)?jiān)谑謾C(jī)降溫后再繼續(xù)使用”。
這是因?yàn)殡姵刂械囊后w電解質(zhì)能夠在高溫下膨脹或被點(diǎn)燃。不正確地充電、過熱，都可能是造成這類型故障的其中一個(gè)原因。
雖然鋰電池失效的概率并不高，但它在世界上的總體擁有量還是相當(dāng)驚人，當(dāng)然你也肯定不希望手上的iPhone或駕駛的電動(dòng)汽車遇到這樣的意外。
研究人員們希望鋰電池變得更加安全，方法可以是內(nèi)置智能芯片來監(jiān)測電池健康度、或者將液體電解質(zhì)換成固態(tài)的成分。
電解質(zhì)充斥在電極正負(fù)極之間，而固態(tài)電池顯然更能耐受高溫，盡管這種概念也帶來了另一種問題——如何連接固態(tài)電極和固態(tài)電解質(zhì)，允許電荷流動(dòng)、盡可能地減少電阻、以及充電時(shí)間。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員們，提出了一個(gè)聲稱已解決此問題的電池設(shè)計(jì)。他們將新型電池比作是一塊三明治，電極是兩片面包、固體電解質(zhì)則是中間層的肉。
石榴石（garnet）是一種形成各種寶石的礦物，它作為水刀切割中的研磨材料、同時(shí)也是已知的鋰離子中導(dǎo)電率最高的一種材料。
團(tuán)隊(duì)精心制作了這樣的固體石榴石電解質(zhì)，以利用它的多孔表面特性。粘性負(fù)極讓它能夠滲入孔中，這樣電極和電解質(zhì)之間的接觸面積就會(huì)非常大，這意味著電池能夠更快地充電。
在測試中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)它能夠承受100℃（212℉）的高溫。合著者Jan van den Broek表示：“采用液體或凝膠電解質(zhì)的電池，是無法經(jīng)受這么高的使用溫度的”。
在當(dāng)前階段，電池的最佳運(yùn)行溫度為95℃（203℉）及以上，這樣的溫度能夠更好地促進(jìn)鋰離子的移動(dòng)。至于應(yīng)用前景，它也適合在儲(chǔ)能電廠進(jìn)行部署。
這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）期刊上。
[編譯自：New Atlas , 來源：ETH Zurich]
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