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150层重叠的全固体电池,丝网印刷后一次性烧制而成

—— 与同样大小的陶瓷电容器相比,蓄电容量可以提高到1000倍以上

导读: 日本材料厂商NAMICS、技术开发风险公司AIOMU TECHNOLOGH与岩手大学合作开发出了在一节电池内重叠150层电极和固体电解质的全固体电池。

  “与同样大小的陶瓷电容器相比,蓄电容量可以提高到1000倍以上。会有哪些用途呢?我们想问问大家”(NAMICS代表董事社长小田岛寿信)。日本材料厂商NAMICS、技术开发风险公司AIOMU TECHNOLOGH与岩手大学合作开发出了在一节电池内重叠150层电极和固体电解质的全固体电池。

全固体电池的截面照片(点击放大)

  正极为LiMn2O4类,负极为Li4Ti5O12类复合金属氧化物和锂离子充电电池使用的材料。固体电解质为氧化物类材料。尺寸为3.2mm×2.5mm×2.5mm的“3225尺寸”,蓄电容量为210μAh(图1)。由于各层为并联,因此层数越多,蓄电容量就越大。例如,30层时为40μAh(厚0.6mm),100层就为142μAh(厚1.8mm)。叠加150层以上在技术上也可以实现。

    

图1:新型蓄电器件诞生(点击放大)

  NAMICS等开发出了尺寸3.2mm×2.5mm×2.5mm、蓄电容量为210μAh的全固体电池。采用与陶瓷电容器类似的结构。(图:本站根据NAMICS的资料制作)生产采用了与陶瓷电容器相同的一次性烧制的方法。具体来说,在片状的固体电解质上,用丝网印刷形成膏状电极。然后,将多片重叠,再裁切至所需的大小。之后,在大气中以800~1000℃加热30~60分钟,全固体电池就制成了。

  为实现一次性烧制,NAMICS通过反复改进材料的粒径分布、添加剂及前处理等工艺,解决了高温烧制引起的各层剥落和材料互相扩散的影响等问题。试制用的生产装置采用了A4大小的薄片,一次生产了2500个电池单元。据称,目前成品率在9成以上。

  NAMICS计划在今后几个月内,确定是自己生产还是专门做材料供应。首先将在1~2年内,推出像陶瓷电容器那样的小尺寸产品。合作开发者——岩手大学名誉教授马场守表示:“希望将来也能应用于电动汽车的电源等大尺寸产品”。

 

 

--来源:技术在线

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