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开云全站app官方网站-中国科大提出一种新型技术路线,充分释放全固态锂电池潜力

2023-10-24

记者16日从中国科学手艺年夜学得悉,该校马骋传授提出了一种关在全固态电池正极材料的新型手艺线路,可以年夜幅晋升复合物正极中的活性物资载量,从而更充实地阐扬出全固态锂电池在能量密度上的潜力。

3月14日,研究功效颁发在国际闻名学术期刊《天然-通信》(Nature Communications)。

电池手艺是新能源车、储能等要害“双碳”手艺的焦点。全固态锂电池因为采取了不成燃的无机固态电解质替换有机液态电解质,是以比拟较今朝贸易化锂离子电池,它具有更高的平安性和更年夜的能量密度晋升空间,成为下一代锂电池的研究核心。

为了充实阐扬全固态电池的机能,其正极材料最少需要知足两个前提:优异的离子电导率、杰出的可变形性。可是,这两点很难在今朝贸易化锂离子电池所利用的钴酸锂、磷酸铁锂等氧化物材猜中实现:它们都是不容易变形的脆性材料,而且离子电导率遍及偏低。

此次研究中,马骋课题组采取很是规的材料设计思绪,选择氯化物,而非氧化物,修建了一种全固态锂电池的新型正极材料——氯化钛锂。

研究发现,氯化钛锂极其柔嫩,只要颠末冷压便可到达86.1%以上的相对密度,并且它的室温离子电导率高达1.04毫西门子每厘米,远远跨越了氧化物正极材料,乃至与电池中首要负责离子传输的固态电解质材料比拟也绝不减色。

也就是说,由氯化钛锂构成的复合物正极不需要包括太多固态电解质,便可以实现相当高效的离子传输,是以可以实现很高的活性物资载量。在确保杰出轮回机能的条件下,研究者成功地在氯化钛锂复合物正极中实现了95%质量比的活性物资载量,年夜幅跨越了磷酸铁锂、钴酸锂、高镍三元材料等氧化物正极所能到达的极限(凡是在70%至80%质量比)。另外,活性物资载量如斯之高的氯化钛锂复合物正极还展现了相当优良的轮回机能:它在1小时完成充电或放电的速度下,在室温实现了长达2500圈的不变轮回。

这些机能注解,几近未被摸索的、以氯化钛锂为代表的氯化物正极材料,是全固态锂电池中很是有前程的正极“候选者”,可以或许进一步释放全固态电池在能量密度方面的潜力。

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