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我科学家研发出质优价廉的新型锂电池固态电解质

2021-07-22 14:14:51      点击:790    评论:0      来源:科技日报

记者从中国科学技术大学获悉,该校马骋教授团队设计并合成了一种同时具有成本与性能优势的锂电池固态电解质,从而克服了固态电解质材料生产成本和综合性能难以兼得的瓶颈,使得全固态电池的商业化不再只是遥不可及的“锂”想。7月20日《自然·通讯》期刊发表了该成果。

传统商用锂电池采用有机液态电解质,其热失控之后的起火、爆炸问题却成为一大安全隐患。而固态电池中的固态电解质,可以杜绝液态电解质带来的“易燃易爆炸”与漏液等问题。然而,固态电解质的原材料成本非常高,成为其商业化制造的巨大的挑战。

为此,马骋教授课题组设计并合成了一种新型氯化物固态电解质——氯化锆锂,在离子电导率、可变形性、与高电压正极的相容性等方面,很好的继承了氯化物固态电解质相对于其它固态电解质的优势,由其组成的全固态电池的循环性能,甚至远远超过基于硫化物和氧化物固态电解质的同类电池。

更重要的是,这一材料成功将50微米厚度时的原材料成本降低至1.38美元/平方米, 远远低于10美元/平方米这一确保全固态电池市场竞争力的阈值,而此前最廉价的氯化物固态电解质相对应的成本为23.05美元/平方米,远远超过这一阈值。除此之外,氯化锆锂在湿度高达5%时仍保持稳定,因此其合成和储存对气氛的要求并不苛刻,进一步降低了生产成本。

这一研究成果为商业化量产全固态电池克服了重大挑战。“全固态锂电池的商业化将对实现’碳达峰、碳中和’的目标有着重要意义,”马骋教授表示在新能源电动汽车领域,全固态锂电池或是安全问题的最终解决方案。

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