- 开发基于电子束的半固态电池制造技术，有望应用于下一代电池 -

- 发表于化学工程领域国际知名学术期刊《Chemical Engineering Journal》 -

□ 电子产品和电动汽车必不可少的电池含有液体电解质。易燃液体电解质可能会从电池中泄漏出来，一旦发生泄漏或火灾，会造成更大的损坏。国内的一个研究团队开发了一种制造半固态电池*的技术，该技术与现有电池具有相同的性能，但使用电子束更安全。

※ 半固态电池：将锂离子输送到电池内部正负极的物质(电解质)呈凝胶状(半固态)的电池

□ 韩国原子能研究院(Park Won-seok 院长)13 日宣布，由先进辐射研究所辐射研究部的 Chan-hee Jeong 博士(李南浩所长)领导的研究小组开发了一种“基于电子束的半固态电池制造技术”。

? 使用它，可以制造半固态电池，与液态电池相比，性能不会降低，而且防火和防爆的安全性更高。

照片 1-1、1-2。由韩国原子能研究所的Chan-hee Jeong博士领导的一个研究小组正在对使用电子束制造的半固态锂离子电池进行长期稳定性评估测试。

□ 研究团队开发了一种电子束敏感反应物，在电子束照射时将液体变成半固体形式，关注电子束在室温下引起化学反应并能到达内部的特性。电池由于其高穿透力。

? 研究人员开发的反应物是两种单体(单体名称1)和(单体名称2)在现有液体电解质和交联剂中的混合物，在电子束照射下变成半固体. (图二)

? 用液态电子束敏感反应物填充电池内部的正极、支架和负极之间的空间。当用 10 MeV 的电子束照射时，电池内的液态反应物会变成凝胶型半固态电解质※。

※ 半固态电解质：一种凝胶型电解质，含有不会像果冻一样流动并能保持自身形状的液态电解质。

图 2. 使用电子束的半固态锂离子电池制造过程

照片3. 制备的半固态锂离子电池横截面的电子束扫描显微照片(左)和组成元素分布照片(右)

□ 通过对研究人员开发的半固态电池的截面和元素分布进行分析，确认了液态电解质电池的性能水平。电池内部的半固态电解质紧密均匀地形成，因此具有优异的性能，不会以凝胶的形式泄漏，从而确保了额外的安全性。(图三)

照片4. 液态电解质电池和半固态电解质电池在室温(25℃)和高温(60℃)下反复充放电的放电容量变化对比评估结果

□ 另外，将长期使用时的放电量与传统电池进行比较，室温下的放电量相近，60℃高温下的放电容量更小，高温稳定性优异。(图四)

? 另外，考虑到目前商业化锂电池制造过程中，电子束辐照过程仅在几分钟内加入制造过程，预计对商业化非常有利。

□ 该研究成果于9月23日发表在化学工程领域世界知名期刊《Chemical Engineering Journal (IF = 16.744)》网络版上。

※ 论文题目：通过深穿透高能电子束辐照原位制备全组装锂离子电池中的凝胶聚合物电解质

□ 领导该研究的Chan-Hee Jeong 博士说：“这项成果的意义重大，因为它提出了一种新方法，可以通过增加电子束辐照工艺来提高商业级性能并确保大规模生产能力。 “我们计划开发下一代全固态电池制造技术，提高安全性。”