对于汽油而言,每千克所含能量略低于 11 千瓦时。而氢气则达到了每千克 33 千瓦时。另一方面,高性能蓄电池即便费很大力气,也只能达到区区 0.5 千瓦时。虽然蓄电池可充电,这自然是一大优势,但电池单元的主要劣势在于其巨大的重量。
难怪固态电池会备受关注,它最多能储存比标准电动汽车电池多三到四倍的电量。从小巧经济的电动汽车到动力强劲的牵引车,其潜在应用前景十分广阔。
但与此同时,也存在一些结构性问题。首先就是难以实现与电极的最佳接触。而且还存在枝晶形成的问题。这些由锂离子形成的细微结构就像微小的晶体分支,在最糟糕的情况下,会在电池内部引发短路,进而可能导致起火和爆炸。
为防止出现此类情况,韩国大邱庆北科学技术院(DGIST)的研究人员研发出了一种三层固态电池,每层都有非常特定的功能。这些层分别由以下物质构成:1)经过实践检验的阻燃剂十溴二苯醚;2)沸石,它是出色的离子交换剂;3)高浓度锂盐,用于加速电荷载流子的移动。
成果令人印象深刻。根据最近发表的研究,经过 1000 次充电循环后,电池容量仍能达到初始值的 87.9%,且效率几乎没有变化。
此外,如今这种防火的电池单元并未损失任何能量密度。根据电池单元的电压不同,其能量密度超过每千克 700 瓦时。虽然这仍远低于传统能源,但已足以在电动汽车领域得到非常有效的应用。而且它不像汽油或氢气那样容易瞬间起火燃烧,这也是一大优势。
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