The capacity of the new all-solid-state battery is 10 times larger than that of Electroweb storage and electric vehicles are expected to benefit.

Publicado: Sep 27, 2021 20:17
Fonte: Financial Union

September 27, in the pursuit of a new generation of battery technology, there are two very promising ways to use solid electrolytes instead of liquid electrolytes, and to add silicon to anode assemblies to increase energy density. A newly developed architecture places these two innovations in one device to form a solid-state battery that is safe, durable and has the potential to store large amounts of energy.

For many years, scientists have been attracted by the energy density provided by silicon, but they are unable to incorporate it into application. The idea is to use silicon to bind or completely replace graphite, which is used as an anode, so that it is possible to store 10 times as much lithium ion.

The problem, however, is that silicon causes liquid electrolytes to degrade rapidly and batteries fail quickly, but the authors of the new study believe the solution may lie in the use of solid electrolytes.

Like silicon anodes, solid electrolytes are another branch of battery research and may bring some exciting possibilities. Traditional liquid electrolytes that carry lithium ions back and forth between the poles of batteries are highly volatile, which limits compatibility with other potentially high-performance materials such as lithium metals. Solid electrolyte is a promising solution to this problem.

Engineers at the University of California, San Diego suspect that solid-state electrolytes may bring some similar advantages to silicon anodes. Efforts to add silicon to the anode of lithium batteries have been plagued by fluctuations in the size of the silicon particles, which expand and contract as the device is charged and Discharge is charged. Coupled with the unstable characteristics of liquid electrolyte, it will cause serious capacity loss during the battery cycle.

Shirley Meng, the newsletter author of the research paper, said, "as a battery researcher, it is very important to solve the fundamental problems in the system. For silicon anodes, we know that one of the biggest problems is the instability of liquid electrolytes. We need a completely different approach. "

The new method includes some adjustments to the way silicon anodes are assembled, with scientists eliminating the carbon and adhesives commonly used and opting for a less processed and cheaper microsilicon. Then a sulphide-based solid electrolyte is introduced to carry the charge, and the battery is proved to be very stable by avoiding the destructive interaction on the anode.

据悉,这种新型硅酮全固态电池被描述为安全、持久且能量密集的。一个实验室规模的全电池被证明可以进行500次充放电循环,同时保持80%的容量,证明了新设计的稳定效果。该研究成果已于近日发表在了《科学》(Science)杂志上。image

"solid-state silicon technology overcomes many of the limitations of traditional batteries," the researchers said. This provides us with exciting opportunities to meet the market demand for higher capacity energy, lower cost and safer batteries, especially Electroweb energy storage. "

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