“現(xiàn)在智慧手機(jī)充滿電需要1小時(shí)以上，但新型蓄電池力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)1秒內(nèi)滿充電。”東京工業(yè)大學(xué)教授一杉太郎是這樣吹牛逼的。一杉太郎正嘗試通過(guò)提高固體電解質(zhì)和電池正極間的性能，實(shí)現(xiàn)前所未有的瞬間充電。
東京工業(yè)大學(xué)試制的全固態(tài)鋰離子電池
目前的電池充電耗費(fèi)時(shí)間是因?yàn)檫@回使不同固體的氧化物之間接觸不良，電阻增強(qiáng)。一杉認(rèn)為如果能將不同種的固體在原子層面上連接起來(lái)，就能降低電阻。他基于這一想法正反覆進(jìn)行試驗(yàn)。
一杉使用了備受汽車(chē)廠商關(guān)注的氧化鋰·鎳·錳作為正極，而用磷酸鋰作為電解質(zhì)。通過(guò)應(yīng)用最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在正極表面使電解質(zhì)形成薄膜，從而使固體電解質(zhì)和正極間的阻力降低到了液體電解質(zhì)與正極間的阻力的五分之一至十分之一。
東京工業(yè)大學(xué)正在與大型半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)共同開(kāi)發(fā)，預(yù)計(jì)在一年后試生產(chǎn)可以實(shí)際使用的電池。下一個(gè)目標(biāo)是汽車(chē)。該大學(xué)將和大型汽車(chē)廠商聯(lián)合，將在薄膜上得到實(shí)證的低阻力應(yīng)用到塊狀電池上，力爭(zhēng)開(kāi)發(fā)出可以長(zhǎng)時(shí)間使用的電池。
日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)(JST)也在開(kāi)展使用氧化物電解質(zhì)的全固體蓄電池的開(kāi)發(fā)。總體負(fù)責(zé)相關(guān)項(xiàng)目的日本物質(zhì)與材料研究機(jī)構(gòu)的負(fù)責(zé)人高田和典謹(jǐn)慎地指出，盡管薄膜的開(kāi)發(fā)勢(shì)頭很好，但要替換車(chē)用的塊狀電池還需要時(shí)間。盡管如此，一杉教授還是自信地表示，如果解決了薄膜上的問(wèn)題，塊狀也同樣適用。
長(zhǎng)崎大學(xué)開(kāi)發(fā)的氧化物的固體電解質(zhì)。通電前(左)和短路后發(fā)黑的狀態(tài)
一方面，參加了日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)項(xiàng)目的長(zhǎng)崎大學(xué)的準(zhǔn)教授山田博俊表示正在進(jìn)行提高電流密度、實(shí)現(xiàn)大容量化的研究。在電解質(zhì)中使用陶瓷材料氧化鋰·鑭·鋯·鉈，而在負(fù)極使用金屬鋰。
作為負(fù)極材料，金屬鋰的儲(chǔ)電量最優(yōu)。但是在反覆的充放電中，金屬鋰中會(huì)生成一種叫做樹(shù)突的樹(shù)枝狀結(jié)晶，穿過(guò)電解質(zhì)到達(dá)正極，從而引起短路。
山田準(zhǔn)教授開(kāi)發(fā)了抑制樹(shù)突生成的新技術(shù)，并在3月于東京都八王子市召開(kāi)的學(xué)術(shù)界會(huì)議電氣化學(xué)會(huì)上發(fā)表了這一技術(shù)。
電解質(zhì)通過(guò)氧化物的粒子燃燒固化后制成，而樹(shù)突是燒結(jié)后在粒子間的縫隙中流通形成的。對(duì)此，山田準(zhǔn)教授等將直徑約2微米的氧化物粒子和低熔點(diǎn)的氫氧化鋰混合燒結(jié)，使得厚約0.5微米的氫氧化鋰覆蓋在粒子表面，擠滿間隙。通電實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，與未覆蓋的粒子相比，短路之前的電流密度可以提高至3倍。
山田準(zhǔn)教授表示，將力爭(zhēng)作為可通過(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)力和震動(dòng)充電的傳感器用電源投入實(shí)際使用。
全固態(tài)電池的商品化雖然才剛開(kāi)始，但安全和高性能使其具有巨大的吸引力。除汽車(chē)外，未來(lái)還有望被應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)(ioT)用傳感器，遠(yuǎn)程回收自然資源等。
鋰電網(wǎng)（li-b.cn）的編輯是這樣說(shuō)的，上面大部分是轉(zhuǎn)載的。我信他有鬼，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上各種鋰電池充電的黑科技新聞不斷，但是到現(xiàn)在還是該怎么充就怎么充。
