英科学家成功构建全固态薄膜电池雏形

蓄电池发展至今已有150年的历史了，然而电池的构造却并未发生大的变化。无论使用哪种电化学体系(如铅酸电池、镍氢电池或锂离子电池)，电极需要被液态的电解质浸润，并与之发生反应，从而产生电流。这种固态和液态并存的结构不可避免地导致了电池的体积偏大，并且存在漏液的危险。因此，全固态的电池结构被广泛认为是一种更诱人的解决方案。

以锂离子电池为例：将易燃的液态电解质替换为无机的陶瓷材料，电池的体积可以减少一半，并且不存在任何安全隐患。然而，高电导率固态电解质材料的缺失大大阻碍了全固态电池的发展，同时全固态电池的生产也对设备和工艺提出了更高的要求。使用薄膜沉积的技术路线可以将这两个问题一并解决，并且生产出的电池有着更长的循环寿命，还可以在几分钟内完成充电。目前来自英国的科学家成功构建了全固态薄膜电池的雏形，并达到了所有预期的优点。该项革新技术由Ilika和汽车巨头丰田公司共同开发完成。Ilika是一家英国的基础材料研发公司，正在协助丰田开发多项技术，其中包括固态电解质的研发。联合的项目开发造就了一项新的薄膜电池生产技术，该技术适用于大规模生产。丰田公司已将初步结果在一些欧洲的科技大会上公布。据悉，Ilika首席执行官GraemePurdy将参加10月份在大连召开的低碳地球峰会(LCES)，并于10月20日就全固态薄膜电池技术进行介绍。

新的全固态电池通过沉积手段合成，呈多层薄膜状。开发过程中使用了Ilika独有的高通量物理气相沉积平台，该平台可将基础材料的研发进程加快10至100倍。Ilika借助其技术优势，吸引了一大批全球领先的跨国企业进行合作研发。例如，壳牌氢能的研发总监JoepHuijsmans博士曾评价道：“Ilika高通量的合成和筛选技术非常高产，在合作过程中给我们留下了深刻的印象。”壳牌氢能也是Ilika的合作伙伴之一。

Ilika的全固态薄膜电池相较传统电池有了全方位的性能提升，能满足重要细分市场的需求：电池的厚度和重量减少了30%；电动汽车的续航里程大大增加，并且只需区区数分钟进行充电；电网能为可再生能源项目配备寿命达几十年的储能系统。更重要的是，随着生产规模的扩大，由于薄膜的生产技术和光伏、半导体行业有着许多共通点，全固态薄膜电池的生产成本也会以相同的速度迅速下降。