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質(zhì)優(yōu)價廉固態(tài)電解質(zhì)問世 安全“鋰”想電池不再遙遠

2021-08-04 08:10:59 科技日報   作者: 吳長鋒  

記者8月2日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校馬騁教授團隊設(shè)計并合成了一種同時具有成本與性能優(yōu)勢的鋰電池固態(tài)電解質(zhì),從而打破了固態(tài)電解質(zhì)材料生產(chǎn)成本和綜合性能難以兼得的瓶頸,使得全固態(tài)電池的商業(yè)化不再只是遙不可及的“鋰”想。相關(guān)成果發(fā)表在《自然·通訊》上。

傳統(tǒng)商用鋰電池采用有機液態(tài)電解質(zhì),其熱失控之后的起火、爆炸問題卻成為一大安全隱患。而固態(tài)電池中的固態(tài)電解質(zhì),可以杜絕液態(tài)電解質(zhì)帶來的易燃、易爆炸與漏液等問題。但固態(tài)電解質(zhì)的原材料成本非常高,成為其商業(yè)化制造的巨大挑戰(zhàn)。

為此,馬騁團隊設(shè)計并合成了一種新型氯化物固態(tài)電解質(zhì)——氯化鋯鋰,其在離子電導(dǎo)率、可變形性、與高電壓正極的相容性等方面,很好地繼承了氯化物固態(tài)電解質(zhì)相對于其他固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)勢,由其組成的全固態(tài)電池的循環(huán)性能,甚至遠遠超過基于硫化物和氧化物固態(tài)電解質(zhì)的同類電池。

更重要的是,這一材料成功將50微米厚度時的原材料成本降低至1.38美元/平方米,遠低于10美元/平方米這一確保全固態(tài)電池市場競爭力的閾值,而此前最廉價的氯化物固態(tài)電解質(zhì)相對應(yīng)的成本為23.05美元/平方米,遠遠超過這一閾值。除此之外,氯化鋯鋰在濕度高達5%時仍能保持穩(wěn)定,因此其合成和儲存對條件的要求并不苛刻,從而進一步降低了生產(chǎn)成本。

這一研究成果為商業(yè)化量產(chǎn)全固態(tài)電池奠定了堅實基礎(chǔ)。“全固態(tài)鋰電池的商業(yè)化將對實現(xiàn)碳達峰、碳中和的目標有著重要意義。”馬騁表示,在新能源電動汽車領(lǐng)域,全固態(tài)鋰電池或是安全問題的最終解決方案。




責(zé)任編輯: 李穎

標簽:固態(tài)電解質(zhì),商用鋰電池