固態電池

固態電池是一種電池科技。與現今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態電池是一種使用固體電極和固體電解質（英語：Solid-state electrolyte）的電池^[1]^[2]。

由於科學界認為鋰離子電池已經到達極限，固態電池和石墨烯電池於近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池^[2]。固態鋰電池技術採用鋰、鈉製成的玻璃化合物為傳導物質，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。

歷史

電池（和他的引申，固態電池）均被視為固態離子器件^[3]。固態離子學則起源於發現固態電解質硫化銀和氟化鉛的科學家米高·法拉第^[4]

固態電池的發展早在1950年代已經開始^[5]。但是，第一代固態電池的能量密度和電池組電壓都是低，而且內阻非常高^[5]。

1990年代，美國橡樹嶺國家實驗室研發了新一代的固態電解質^[6]。這些新的固態電解質其後被某些薄膜鋰電池使用。

2013年，美國科羅拉多大學波德分校的科學家研發了一個使用基於鐵和硫的合成陰極固態鋰電池^[7]。

好處

由於固態電池的功率重量比較高，所以它是電動汽車很理想的電池。^[8]
這種電池估計有現有汽車電池的2倍至3倍的能量密度。^[9]
固態電解質相較於目前普遍使用的電解液具有優良的熱穩定性，提升了電池運作的安全性。^[10]

參考資料

^ 馬克·S·賴施 (Marc S. Reisch). Solid-state batteries inch their way toward commercialization（固態電池正向商業化寸步前進）. 化學和工程新聞. 2017-11-20, 95 (46): 19–21頁 [2018-01-09]. （原始內容存檔於2019-09-10）（英語）.
^ ^2.0 ^2.1 Andy Vandervell. What is a solid-state battery? The benefits explained（固態電池是什麼？為其的好處作出解釋）. 連線（英國版）. 2017-09-26 [2018-01-09]. （原始內容存檔於2019-12-21）（英語）.
^ 維納·維蒲娜 (Werner Weppner). Engineering of solid state ionic devices（固態離子器件的建做）. 國際離子期刊. 2003年9月, 9 (5-6): 444–464頁 [2018-01-09]. （原始內容存檔於2018-01-08）. Solid state ionic devices such as high performance batteries...（固態離子器件，例如高性能電池...）
^ 克勞斯·馮克 (Klaus Funke). Solid State Ionics: from Michael Faraday to green energy—the European dimension（固態離子學：從米高·法拉第至環保能源—歐洲的次元）. 先進物料科學和科技 (Science and Technology of Advanced Materials). 2013-08-13, 14 (4) [2018-01-09]. PMC 5090311 . （原始內容存檔於2022-05-26）.
^ ^5.0 ^5.1 波恩·B·歐文斯 (Boone B. Owens); M·Z·A·孟什 (M. Z. A. Munshi). 固態電池的歷史 (History of Solid State Batteries) (PDF). 美國國防技術資訊中心. 明尼蘇達大學腐蝕研究中心. 1987-01 [2018-01-09]. （原始內容 (PDF)存檔於2020-08-31）.
^ 奇雲·S·瓊斯 (Kevin S. Jones); 尼古拉斯·G·魯達斯基 (Nicholas G. Rudawski); 以賽亞·奧拉丹吉 (Isaiah Oladeji); 羅蘭·皮特斯 (Roland Pitts); 理察·福斯 (Richard Fox). 固態電池的發展情境 (The state of solid-state batteries) (PDF). 美國陶瓷協會期刊. [2018-01-09]. （原始內容 (PDF)存檔於2018-02-19）.
^ Solid-state battery developed at CU-Boulder could double the range of electric cars. University of Colorado Boulder. 18 September 2013 [7 January 2018]. （原始內容存檔於2013-11-07）.
^ http://www.chexun.com/2013-04-01/101799319.html （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 2030年固態電池技術將成電動車電池主流
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^ Wu, Yujing; Wang, Shuo; Li, Hong; Chen, Liquan; Wu, Fan. Progress in thermal stability of all‐solid‐state‐Li‐ion‐batteries. InfoMat. 2021-08, 3 (8) [2022-10-06]. ISSN 2567-3165. doi:10.1002/inf2.12224. （原始內容存檔於2022-10-08）（英語）.

參閱

[C&EN-1] 馬克·S·賴施 (Marc S. Reisch). Solid-state batteries inch their way toward commercialization（固態電池正向商業化寸步前進）. 化學和工程新聞. 2017-11-20, 95 (46): 19–21頁 [2018-01-09]. （原始內容存檔於2019-09-10）（英語）.

[WiredUK-2] 2.0 ^2.1 Andy Vandervell. What is a solid-state battery? The benefits explained（固態電池是什麼？為其的好處作出解釋）. 連線（英國版）. 2017-09-26 [2018-01-09]. （原始內容存檔於2019-12-21）（英語）.

[3] 維納·維蒲娜 (Werner Weppner). Engineering of solid state ionic devices（固態離子器件的建做）. 國際離子期刊. 2003年9月, 9 (5-6): 444–464頁 [2018-01-09]. （原始內容存檔於2018-01-08）. Solid state ionic devices such as high performance batteries...（固態離子器件，例如高性能電池...）

[4] 克勞斯·馮克 (Klaus Funke). Solid State Ionics: from Michael Faraday to green energy—the European dimension（固態離子學：從米高·法拉第至環保能源—歐洲的次元）. 先進物料科學和科技 (Science and Technology of Advanced Materials). 2013-08-13, 14 (4) [2018-01-09]. PMC 5090311 . （原始內容存檔於2022-05-26）.

[UofM-5] 5.0 ^5.1 波恩·B·歐文斯 (Boone B. Owens); M·Z·A·孟什 (M. Z. A. Munshi). 固態電池的歷史 (History of Solid State Batteries) (PDF). 美國國防技術資訊中心. 明尼蘇達大學腐蝕研究中心. 1987-01 [2018-01-09]. （原始內容 (PDF)存檔於2020-08-31）.

[CeramicBulletin-6] 奇雲·S·瓊斯 (Kevin S. Jones); 尼古拉斯·G·魯達斯基 (Nicholas G. Rudawski); 以賽亞·奧拉丹吉 (Isaiah Oladeji); 羅蘭·皮特斯 (Roland Pitts); 理察·福斯 (Richard Fox). 固態電池的發展情境 (The state of solid-state batteries) (PDF). 美國陶瓷協會期刊. [2018-01-09]. （原始內容 (PDF)存檔於2018-02-19）.

[UCBoulder-7] Solid-state battery developed at CU-Boulder could double the range of electric cars. University of Colorado Boulder. 18 September 2013 [7 January 2018]. （原始內容存檔於2013-11-07）.

[8] ttp://www.chexun.com/2013-04-01/101799319.html （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 2030年固態電池技術將成電動車電池主流

[9] 存档副本. [2015-04-07]. （原始內容存檔於2011-05-12）.

[10] Wu, Yujing; Wang, Shuo; Li, Hong; Chen, Liquan; Wu, Fan. Progress in thermal stability of all‐solid‐state‐Li‐ion‐batteries. InfoMat. 2021-08, 3 (8) [2022-10-06]. ISSN 2567-3165. doi:10.1002/inf2.12224. （原始內容存檔於2022-10-08）（英語）.

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