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韩国研究人员另辟蹊径 创建全固态电池的3D虚拟副本

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研究人员用碳填充物改善锂离子电池性能 显著提升电导率

58京牌 随着电子产品日益流行,寻找坚固耐用的电池变得越来越重要。如今,大多数设备都使用锂离子电池,这种电池通常比较安全,但有时会起火或爆炸。

(图片来源:techxplore)

作为一种替代方案,全固态锂电池(ASSLB)备受关注。锂离子电池的电极是固态的,但电解质为液态。相比之下,全固态锂电池的电极和电解质都是固态,而且非常安全;但是,这也导致在运行过程中,电解质和电极的体积会发生变化,尤其是高能蓄电池。这可能会引起表面分离,使性能下降。

如果要开发高性能全固态锂电池,就需要详细研究界面的复杂结构。韩国大邱庆北科学技术学院(DGIST)的Prof. Yong Min Lee表示:“大多数研究人员都专注于开发新材料,或改善现有全固态锂电池的性能。我们选择了一条不同的路线,并寻找解决方案,以将电极和电池设计中的缺陷降至最低。”

,Prof. Lee及其团队提出3D数字孪生平台技术。在这个平台上,真实物体的固体-固体界面微观结构可以呈现为完整的3D复制品。

研究团队利用这一平台,研究基于氧化物的全固态锂电池的电极-电解质界面。他们捕获了选定目标区域的2D图像切片,对图像进行排序,并以数字方式重建3D结构,然后进行结构分析。他们发现,与锂离子电池相比,全固态锂电池的特定接触面积要小得多。

Prof. Lee认为,这项技术具有巨大的发展潜力。他说:“鉴于该技术的广泛适用性,我们相信所有带电极的设备都可以从中受益。目前借助于我们的技术,研究人员可以节省时间和金钱,同时轻松地检查电池制造过程中的缺陷,从而帮助优化设计,并最终加快全固态电池的商业化。”

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