橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) 的科學家開發了一種新型固態電池技術，將電動車的能量密度提高一倍。
電動車 (EV) 充電後可以行駛的距離（稱為續航里程） 一直處於穩定的上升曲線 在過去十年中，從 2010 年的 80 英里（129 公里）增至 2021 年的 220 英里（354 公里），增加了兩倍。
但由於目前為電動車提供動力的液體電解質鋰離子 (Li-ion) 電池的化學性質及其重量，它們的效率受到限制。 正如 2023 年熱圖中所解釋的：「電動車中的鋰離子電池組是現代電池技術的最先進……但它們的能量密度與汽油相比仍然相形見絀。因此，要讓汽車有數百英里的行駛里程，就意味著要在汽車底部懸掛一個巨大而沉重的電池。
5 月 10 日發表在期刊上的一項研究概述了固態電池的新進展 ASC 能源快報，但可以改變這一切。
它依靠柔性耐用的固態電極片來儲存電力，這些電極片的厚度為 30 微米，大約相當於人類頭髮的寬度。科學家在聲明中表示，如果這項技術開發，可以將電動車電池的能量儲存密度從目前的最大能量密度提高一倍，達到每公斤 500 瓦時。
固態的問題
固態電池並不是一個新想法，橡樹嶺國家實驗室的研究人員之前為其創造和使用奠定了基礎 1990年代。多年來，它們一直以小型形式為起搏器、RFID 標籤（例如商店中使用的防損標籤）和穿戴式裝置供電。
但在為電動車提供動力方面，它們的耐用性或可擴展性還不夠。此外，目前大多數固態電池中使用的塑膠聚合物的電導率低於液體電解質，這使得它們的性能較差。
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科學家們透過使用聚合物製造出「堅固而有彈性的薄膜」來克服這些問題，這種薄膜可以使固態電池具有更高的能量密度。科學家在聲明中表示，這不僅超過了目前最好的固態電池，也超過了液態鋰離子技術。
這些片材可以將負極和正極分開，防止短路，同時仍為離子運動提供高傳導路徑。它還使用硫化物固態電解質，其導電率與鋰離子電池中使用的液體電解質相似，因此具有相似的性能水平。
「我們希望盡量減少聚合物黏合劑，因為它不會傳導離子，」該研究的主要作者 光陽橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) 的研發助理在 陳述。 「黏合劑的唯一功能是將電解質顆粒鎖定在薄膜中。使用更多的黏合劑可以提高薄膜的質量，但會降低離子傳導性。相反，使用較少的黏合劑可以增強離子傳導性，但會損害薄膜的品質。
高性能、更安全的電動車電池
科學家的下一步將是建造一種設備，使他們能夠在實驗室的實際電池條件下測試他們的發現。他們還將與學術界和工業界的研究人員合作開發更廣泛的測試。
科學家在聲明中補充說，如果這項研究能夠生產新一代電動車電池，它不僅可以使電動車的行駛里程大大增加，而且還可以使其更安全。
鋰離子電池具有揮發性，雖然很少發生火災，但它們具有劇毒且難以撲滅。根據英國的 消防工程師學會 (IFE)，電動車火災期間會產生 100 多種有機化學物質，包括致命的一氧化碳和氰化氫。
儘管如此，汽車製造商建議消防員不要試圖撲滅大火，而是讓火勢熄滅。據 IFE 稱，部分原因是需要使用大量的水（大約每分鐘 1,125 公升），這會產生可能進入公共排水系統的危險徑流。
此外，即使鋰離子電池的火看似已被撲滅，它們也可能在「數小時、數天甚至數週」後重新點燃，不僅一次，而且多次。另一方面，橡樹嶺國家實驗室開發的新技術具有非揮發性，這意味著電動車在固態電池中使用該技術時不會有此類風險。
