加利福尼亞大學圣地亞哥分校的科學家在一篇論文中概述了固態(tài)電池開發(fā)的技術路線圖，并指出固態(tài)電池技術發(fā)展面對的四個挑戰(zhàn)。

隨著未來幾年對儲能系統(tǒng)的需求日前上升，解決電池技術常見的問題至關重要，其中消防安全、能源密度、耐用性以及可回收性是面對的重要問題。

固態(tài)電池具有固態(tài)電解質，而不是傳統(tǒng)電池中使用電解液或凝膠。這種電池為儲能部署供應了廣闊的發(fā)展前景，研究機構和電池生產廠商正致力于將這項技術投入大規(guī)模商業(yè)生產。

加利福尼亞大學圣地亞哥分校（UCSD）是從事固態(tài)電池研究的機構之一，并已經在其實驗室中開發(fā)了幾種采用固態(tài)電池的解決方法。加利福尼亞大學圣地亞哥分校（UCSD）目前正在著眼于研究固態(tài)電池的應用情況，以及固態(tài)電池實現(xiàn)商業(yè)化生產要考慮的挑戰(zhàn)。

面對的挑戰(zhàn)

在發(fā)表在《自然·納米技術》雜志上的《從納米級界面表征到全固態(tài)電池在可持續(xù)儲能系統(tǒng)中的應用》論文中，加州大學圣地亞哥分校的研究人員概述了在固態(tài)電池開發(fā)前沿應該考慮的四個因素，即：電解質與電極之間的穩(wěn)定化學界面、用于表征的有效工具、可持續(xù)的制造過程，以及可回收性設計。

加州大學圣地亞哥分校雅各布斯工程學院的納米工程學教授ShirleyMeng說：“至關重要的是，我們考慮如何同時應對這些挑戰(zhàn)，因為它們都是相互關聯(lián)的。假如我們要兌現(xiàn)全固態(tài)電池的技術承諾，就必須找到同時解決這些挑戰(zhàn)的解決方法。”

電解質問題

盡管生產量夠在室溫運行的固態(tài)電解質被視為固態(tài)電池技術研究的重要目標，但這個研究小組指出，目前存在多種選擇，它們的性能可能優(yōu)于液態(tài)電解質，因此現(xiàn)在應該將重點轉移到電池組件之間的相互化學用途。ShirleyMeng說：“在這一點上，我們應該將重點從追求更高的離子電導率轉到關注固態(tài)電解質和電極之間的穩(wěn)定性。”

由于固態(tài)電解質通常不如液態(tài)電解質透明，因此深入了解納米級電池的運行情況更為復雜。該研究小組推出了包括低溫冷凍和X射線成像在內的解決方法。

可持續(xù)發(fā)展

圍繞電池材料的供應鏈面對的回收問題，假如采用正確的方法，固態(tài)電池技術有可能解決其中的一些問題。

加州大學圣地亞哥分校的這個研究小組認為，設計考慮到可循環(huán)使用和二次使用的固態(tài)電池是關鍵，同時還要擁有一個強大的供應鏈。

加州大學圣地亞哥分校納米工程教授ZhengChen說：“我們必須將具有成本效益的可重復使用性和可循環(huán)利用性納入研究過程，以開發(fā)能供應500Wh/kg或更高能量密度的全固態(tài)電池。至關重要的是，我們要考慮電池將如何回收。”

開發(fā)固態(tài)電池面對的挑戰(zhàn)