一种新的可充电电池技术可以使当前锂离子电池的输出翻倍，这一进步有望延长电动汽车的行驶里程和手机充电的间隔时间。
通过使用陶瓷固态电解质，密歇根大学的工程师们利用了锂金属电池的能量，而没有了耐用性差和短路的历史问题。他们的突破可能会带来更持久的锂离子电池替代品．
领导这项工作的密歇根大学机械工程副教授Jeff Sakamoto说:“这可能会改变游戏规则——电池工作方式的范式转变。”
第一个可充电的锂金属电池含有可燃液体电解质。此外，在电极之间移动的锂原子倾向于在电极表面形成树突，最终导致电池短路并点燃电解质。
锂离子电池紧随其后，用石墨阳极取代了锂金属，石墨阳极可以吸收锂并防止枝晶的形成。这以能量密度为代价提高了安全性。
根据密歇根大学的研究，锂离子电池中的石墨阳极每六个碳原子容纳一个锂离子，使其比容量约为350mAh/g。固态电池中的锂金属具有3800 mah /g的比容量。
目前锂离子电池在电池级的总能量密度在600Wh/L左右。原则上，固态电池可以达到1200wh /L。
为了解决锂金属的燃烧问题，密歇根大学的工程师们创造了一种陶瓷层，通过防止树突的积聚来稳定表面，这使得电池能够利用锂金属的能量密度和高导电性，而不会因时间的推移而产生火灾或降解的固有危险。
Sakamoto说:“我们想出了一种不同的方法——用陶瓷在物理上稳定锂金属表面。”“它不可燃。我们的价格超过1800美元o空气中的F。而且没有液体，这是你看到的电池燃烧的燃料。你摆脱了燃料，就摆脱了燃烧。”
在早期的固态电解质测试中，锂金属在低充电速率下通过陶瓷电解质生长，导致短路。据说，密歇根大学的研究人员已经通过化学和机械处理方法克服了这个问题，为锂提供了一个原始的表面，使其均匀地镀在板上，有效地抑制了枝晶或细丝的形成。Sakamoto说，这不仅提高了安全性，还大大提高了充电率。
Sakamoto说:“到目前为止，锂电池的充电速度意味着你必须为锂金属汽车电池充电20到50个小时才能充满电。”“有了这一突破，我们证明了我们可以在三小时或更短的时间内给电池充电。
“与之前的固态锂金属电池报告相比，我们谈论的是充电速度提高10倍。我们现在在充电速率方面与锂离子电池相当，但还有额外的好处。”
在阴极和阳极之间反复交换离子会产生明显的退化。
在对陶瓷电解质的测试中，长期循环后未观察到明显的降解。
“我们做了22天同样的测试，”密歇根大学机械工程博士后内森·泰勒(Nathan Taylor)说。“电池在开始和结束时都是一样的。我们没有看到任何退化。我们还没有发现任何其他大块固态电解质在这么长时间内表现如此出色。”
该小组的研究结果发表在《科学》杂志上电源杂志．
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