那么最近我国的科学家,尤其是中科院物理 所的专家们用到了碘离子(I”)作为界面活 性剂,这也是说我们固态电池获得突破的一个具体技术支撑,作为界面活 性剂(interfacial mediator)碘离子有点像 “润滑+粘结+导通”的三合一角色。其实从元 素特性来讲,「的半径较大、极化性强,能 在界面间快速重排形成柔性离子层。
这是目前的一个技术攻克点。但有无瓶颈呢?一定是有的,首先,碘元素虽然活 性不算高,但在电池这种复杂的电化学环境 里,它既可能被还原成碘化锂,又可能被氧 化生成l2,甚至在极端条件下挥发或迁移, 导致界面层结构失稳。这个问题,高中化学 学过的话就能理解,换句话说,短期内它是 粘合剂,长期看有可能会让固态电池脱胶开 裂。第二,这第二个点我认为倒不是解决不 了的,就是固态电池现在都是说没有单一形 态,现在都是复合固态电解质,一层硫化 物、一层氧化物、甚至有卤化物,那么碘离 子不是说在这些层所有的地方都能改善的, 一些地方可能会带来副反应,还是说,哪一个地方有高阻态的现象就专项优化哪里就好?这不一定是物理学或者化学问题,而是工程问题了。
第三,就是老生常谈的,成本,现在成本还是 在精准沉积扩散层厚度这一块,ALD很难做。
ALD (Atomic Layer Deposition)中文叫 原子层沉积技术。它是一种可以在原子级精 度上控制薄膜厚度的沉积工艺。你可以理解 成——它不是像喷漆车间那样“喷漆”,而是 “原子级别刷漆”。每一次反应循环,ALD 只 沉积一层0.1~0.3 nm的原子,因此能做到厚 度极其均匀、致密、可控。在固态电池中, ALD的应用主要在两个地方:一个叫做界 面缓冲层interfacial coating,比如正极 NCM和硫化物锂磷硫氯的固态电解质接触 的时候容易发生反应生成Li2S、LiCl这样的 副产物,那么ALD就负责在界面上镀上一 层几纳米厚的氧化物,另外,就是做电极的 包覆,在固态电池中,离子通道不连续, ALD 可以在微观多孔结构中沉积超薄导离 子膜,让“点接触”变成“面接触”,降低界面 阻抗。其实大家看到这发现,不就是一个精 细化镀层吗?听上去好像不难,但问题在于 效率非常低,原则上ALD在实验室中每次 反应只能沉一层原子,一个电池要沉几千 层,工艺周期非常长,请问量产怎么办?而 且这还需要真空环境,大量的气体精确控 制、温度精确控制,整套流程下来价格是天 价,而且一旦到量产,进工厂,环境可和实验室的一致性差远了,更是难上加难。
总之,固态电池任重道远啊。
【 在 littlegod 的大作中提到: 】
: 技术可能已经有所突破,后面看实际应用和产业化情况记者从中国科学院物理研究所获悉,由该所研究员黄学杰团队联合华中科技大学、 ...
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