中国清华大学研发出耐150℃高温的陶瓷微型锂电池
2026-06-24 09:03
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维度网讯,中国清华大学(Tsinghua University)研究团队开发出一款基于陶瓷材料的微型锂离子电池,该电池可承受极端温度,为智能传感器、航空航天设备及军事应用提供更安全的电源方案。

与采用易燃液态电解质的传统锂离子电池不同,这款可充电固态电池能在150摄氏度下稳定工作,并可耐受短时300摄氏度高温,性能不出现衰退。传统锂离子电池在高温暴露或物理损伤(如刺穿)时,挥发性电解质可能引发起火或爆炸,这限制了其在火灾报警系统、工业物联网传感器、航空航天及军事国防等关键领域的应用。研究团队在6月5日发表于同行评审期刊《Matter》的论文中指出,全陶瓷电池体积小、能量密度高,且无需外部压力即可在宽温度范围内稳定工作,为微型电子产品供电提供了安全且机械强度高的解决方案。

锂离子电池普遍采用液态电解质作为锂离子移动的介质。随着智能传感器和可穿戴电子等微型设备的普及,市场对紧凑、安全、高能量密度且在恶劣环境下可运行的电源需求日益增长。固态锂电池因采用固态介质传输电荷,具备优异的安全性和不可燃性,成为研究热点。全陶瓷固态电池是微型设备的备选方案之一,但研究团队指出,制造更薄的陶瓷固态电解质需要在厚度与机械强度之间找到平衡——逐层沉积陶瓷材料可能损害其完整性。

为解决这一问题,团队提出了一种新型多层无阳极全陶瓷微型锂离子电池,通过增强层间接触的技术来提升性能。该工艺可制造出可堆叠且尺寸易于适配不同应用的电池,在0至150摄氏度的宽温区内表现出良好的工作性能和稳定性。实验显示,该电池甚至能在300摄氏度热冲击下持续20秒后仍正常工作。

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