Credit:橡树岭国家实验室美国能源部橡树岭国家实验室L实验室的科学家开发了一种可扩展的低成本方法，以改善固态电池中材料的连接，解决了安全、长寿命储能系统商业开发中的一大挑战。固态电池采用了更安全、更快速的充电架构，与当今锂离子电池中的液态电解质相比，固态电解质更具优势。一个成功的固态商用电池系统可以在更小的空间内提供至少两倍于锂离子电池的能量密度。例如，该系统将使电动汽车的行驶里程大幅提高。
制造固态电池的挑战之一是很难让材料在反复的充电和放电循环中正确结合并保持稳定。科学家们在实验室里研究克服这种叫做接触阻抗的特性的方法，到目前为止，主要集中在施加高压和其他方法上。但这一过程可能会导致短路，需要定期重新使用，以便使用昂贵的售后应用延长电池寿命。
ORNL研究人员使用的电化学脉冲消除了锂金属阳极材料层与固体电解质材料结合时形成的空隙:在这种情况下是陶瓷石榴石型电解质LALZO (Li6.25Al0.25La3Zr2O12)。如美国化学学会《能源快报》所述，施加短的高压脉冲会增加材料界面的接触，但不会产生有害影响。
这种非破坏性、低成本的脉冲方法会在锂金属包裹的空隙周围产生局部发热电流，并使其消散。te am对材料进行了重复实验和高级表征，结果显示，应用脉冲法后，电池组件没有退化。这种方法可以缩放，以允许固态电池y被移除和刷新，使其接近原始容量。
该项目的共同负责人、ORNL电气化部门负责人伊利亚斯·贝尔哈鲁克说:“这种方法可以实现全固态架构，而不需要施加会损坏电池的外力，也不便于电池的使用。”。“在我们开发的过程中，电池可以正常制造，然后如果电池疲劳，可以施加脉冲来恢复和刷新界面。”
这种方法的想法来自于之前的工作，ORNL电池的研究人员使用电化学脉冲来修复在固体电解质中形成的破坏性树突。
这项研究正在进行中，包括用更先进的电解质材料进行实验。ORNL的多学科储能团队也在努力将其突破扩大到工作规模的固态电池系统。
“有时候，当你把你看到的在实验室规模开发的东西放入细胞结构中时，它们最终不能很好地协同工作，”贝尔哈鲁克说。“在ORNL，我们试图将实用性融入到我们的工作中，利用我们深厚的科学家和工程师基础来解决各种规模的科学差距，以获得一种易于被行业采用的方法。”
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