最高可承受300°C 清华开发极限陶瓷锂电池 可望成航天军事新利器

中方科学家开发出一种微型陶瓷锂电池，它与易燃的传统锂电池不同，这种固态电池不仅可充电，还能在达150°C的高温环境中稳定运作，并能短暂承受高达300°C的热冲击，而不会影响性能。由于它能承受极端高温，可为智慧感测器、航天设备和军事应用等，提供更安全的电源。

由清华大学领导的研究团队说，这款全陶瓷电池体积小、能量密度高，加上安全性佳，可望整合到新一代技术中。研究团队6月5日发表在《物质》（Matter）期刊的论文中指出，「所研发出的电池能在极大的温度范围内，实现稳定无压力的运作……为微型电子元件提供了一种安全，并具备高机械韧性的能源解决方案」。

传统锂离子电池以液态电解质为介质，锂离子在其中移动，以产生电流，由于其能量密度高，已成为主流电池技术。研究人员说，随着智慧感测器、可穿戴电子产品等微型装置日益普及，它们需要体积小、安全、能量密度高，并能调节恶劣环境的电源。

他们指出，「传统锂电池在安全和耐热性上有所不足」。而最大的隐忧之一，就是易燃性，像是高温或如穿刺等实质损害，可能导致挥发性电解质起火或爆炸。研究团队说，「这严重限制了它们在火警监测系统、工业物联网感测器、航天设备，以及军事和国防应用等关键领域的使用」。

固态锂电池使用固体载流介质，而不是液体电解质，具有优异的安全性和不易燃性，而备受关注。

然而，要透过层层堆叠陶瓷材料，制作更薄的陶瓷固态电解质，可能损害其机械完整性。为了克服这挑战，团队提出一种新型多层、无阳极全陶瓷微型锂离子电池，透过强化层间接触的制程，来提升性能。经由这制程能制作出可堆叠，并容易按照不同应用，而调整尺寸的电池，在0—150°C温度范围内，可展现良好性能与稳定性。此外，电池就算经历300°C持续20秒的热冲击后，仍能正常运作。