来自 LG Energy Solution 和加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种结合两种技术方法的新型电池。该电池具有固态电解质和全硅阳极，使其成为全硅固态电池。
据项目团队介绍，首轮测试表明，新电池安全、寿命长、能量密度高。开发人员表示，这有望用于从电网存储到电动汽车的广泛应用。除此之外，该团队已经成功地在实验室规模上生产了一个完整的电池，可以在室温下进行 500 次充电和放电循环，容量保持率为 80% 。为了证实该方法的严肃性，发起人指出，一篇关于新电池技术的文章刚刚发表在《科学》杂志上。
“通过这种电池配置，我们为使用硅等合金阳极的固态电池开辟了一个新领域，” 该研究的主要作者、初创公司 UNIGRID Battery 的联合创始人 Darren HS Tan 说。据说硅阳极的能量密度是石墨阳极的十倍，但迄今为止，它们经常被证明是不稳定的。结果是直到现在，在恒定性能下的充电和放电过程的数量受到严重限制。
“大部分问题是由硅阳极与其配对的液体电解质之间的相互作用引起的。由于硅颗粒在充电和放电过程中体积膨胀较大，情况变得复杂。随着时间的推移，这会导致显着的容量损失，” 项目团队概述道。他们知道最大的问题之一是液体电解质界面的不稳定性。这就是为什么他们采取了不同的方法。
该团队消除了碳和粘合剂，用硫化物固体电解质代替了液体电解质，并使用了上述纯硅阳极。此外，研究人员依赖于微硅，与更常用的纳米硅相比，微硅加工更少，价格更便宜。该团队表示，通过使用这种结构，它避免了在电池运行期间阳极被有机液体电解质饱和时出现的许多问题。同时，他们说，阳极中碳的省略显着减少了界面接触，并导致与固体电解质发生不良副反应，从而避免了液体电解质通常发生的容量持续损失。
关于所使用的固体硫化物电解质，科学家们补充说，它 “通常被认为非常不稳定” 。然而，这是基于用于液体电解质系统的传统热力学解释，这与固体电解质的优异动力学稳定性不符，发起者强调。
“固态硅方法克服了传统电池的许多限制。它为我们提供了令人兴奋的机会，可以满足市场对更高体积能量、更低成本和更安全电池的需求，尤其是用于电网储能的电池，”Darren HS Tan 说。与此同时，加州大学圣地亚哥分校继续开展基础工作，包括与 LG Energy Solution 的额外研究合作。
LG Energy Solution 总裁兼首席采购官 Myung-hwan Kim 表示：“根据最新发现，LG Energy Solution 更接近于实现全固态电池技术，这将极大地丰富我们的电池产品阵容。” “作为领先的电池制造商，LGES 将继续努力培养最先进的技术，引领下一代电池的研究。” 其中，LG Energy Solution 将继续扩大与加州大学圣地亚哥分校在固态电池领域的研究合作。