能源部橡树岭国家实验室的科学家开发了一种可扩展的低成本方法来改善固态电池中材料的连接，解决了安全、长寿命储能系统商业开发中的一大挑战.
与当今锂离子电池中的液体电解质相比，固态电池采用了一种更安全、快速充电的架构，具有固态电解质。一个成功的固态商业电池系统可以在更小的占地面积内提供至少两倍于锂离子电池的能量密度。例如，该系统将使电动汽车的行驶里程大大提高。
制造固态电池的挑战之一是很难让材料在重复的充电和放电循环中正确结合并保持稳定。科学家们在实验室中研究克服这一特性的方法，称为接触阻抗，迄今为止，他们一直专注于施加高压和其他方法。但该过程可能导致短路，并且需要定期重新应用，以使用昂贵的售后市场应用来延长电池的寿命。
ORNL 研究人员使用的电化学脉冲消除了将锂金属阳极材料层与固体电解质材料连接时形成的空隙：在这种情况下，陶瓷石榴石型电解质 LALZO(Li 6.25 Al 0.25 La 3 Zr 2 O 12)。施加短的高压脉冲会增加材料界面处的接触，同时不会产生不利影响，如ACS 能源快报中所述。
这种非破坏性、低成本的脉冲方法会产生一个局部发热电流，该电流围绕着锂金属包裹的空隙并使它们消散。该团队对材料进行了重复实验和高级表征，结果表明在应用脉冲方法后电池组件没有降解。这种方法可以扩展到允许固态电池被移除和更新，使其恢复到接近原始容量。
该项目的合负责人兼电气化部门负责人 Ilias Belharouak 表示：“这种方法将实现全固态架构，而不会施加可能损坏电池的外力，并且在电池使用期间部署不切实际。”在 ORNL。“在我们开发的过程中，电池可以正常制造，然后如果电池疲劳，可以施加脉冲来恢复和刷新界面。”
该方法的想法来自以前的工作，其中 ORNL 电池研究人员使用电化学脉冲来治愈可能在固体电解质中形成的破坏性枝晶。
研究正在进行中，包括使用更先进的电解质材料进行实验。ORNL 的多学科储能团队也在努力将其突破扩大到工作规模的固态电池系统。
“有时你在实验室规模上看到的东西在你把它们放入细胞结构中时并不能很好地协同工作，”Belharouak 说。“在 ORNL，我们试图在我们的工作中建立实用性，利用我们深厚的科学家和工程师团队来解决跨尺度的科学差距，以形成一种易于被行业采用的方法。”
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