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2021.07.27

【安徽日报】中科大新成果促成固态电池“物美价更廉”

本(ben)报(bao)讯(xun)(记者 陈婉(wan)婉(wan))记者7月22日从(cong)中国科学技术(shu)大学获悉,该校(xiao)教授马骋(cheng)团(tuan)队设计并(bing)合成了一(yi)种同时具有成本(ben)与性能优势的锂电池固态(tai)电解(jie)(jie)质,克服了固态(tai)电解(jie)(jie)质材(cai)料生产成本(ben)和综合性能难(nan)以兼得的瓶颈。相(xiang)关成果7月20日发表于《自然·通讯(xun)》。

传统商用锂(li)电(dian)(dian)池采(cai)(cai)用有(you)机液(ye)态(tai)(tai)电(dian)(dian)解(jie)质(zhi),具有(you)体积(ji)小容(rong)量大(da)、使用寿命长等(deng)(deng)优点,但(dan)其热失控之后容(rong)易起火、爆炸。采(cai)(cai)用固(gu)态(tai)(tai)电(dian)(dian)池中的(de)(de)固(gu)态(tai)(tai)电(dian)(dian)解(jie)质(zhi),则可以杜绝液(ye)态(tai)(tai)电(dian)(dian)解(jie)质(zhi)带(dai)来的(de)(de)“易燃易爆”与漏液(ye)等(deng)(deng)问(wen)题,实(shi)现安全储能(neng)。“虽然全固(gu)态(tai)(tai)锂(li)电(dian)(dian)池具有(you)更高的(de)(de)安全性(xing),但(dan)其核(he)心部(bu)件——固(gu)态(tai)(tai)电(dian)(dian)解(jie)质(zhi)的(de)(de)原材料成本大(da)多非常高,并且相(xiang)当一(yi)部(bu)分性(xing)能(neng)很好(hao)的(de)(de)固(gu)态(tai)(tai)电(dian)(dian)解(jie)质(zhi)对湿(shi)度的(de)(de)稳定性(xing)不佳,需(xu)要(yao)在露点极低(di)的(de)(de)气(qi)氛下制(zhi)备和储存,从而增加了(le)生产成本。” 马骋说。

马(ma)骋课题(ti)组设计并合成了一种新型氯化物(wu)固(gu)态电解(jie)质(zhi)——氯化锆锂。这一材料成功将50微米厚(hou)度时的原材料成本(ben)降低(di)(di)至(zhi)1.38美(mei)元/平(ping)方(fang)米,远(yuan)远(yuan)低(di)(di)于10美(mei)元/平(ping)方(fang)米这一确保全固(gu)态电池市场(chang)竞争力的阈值,而(er)此(ci)前最廉价的氯化物(wu)固(gu)态电解(jie)质(zhi)相对应的成本(ben)为23.05美(mei)元/平(ping)方(fang)米。除此(ci)之外,氯化锆锂在(zai)湿度高(gao)达5%时仍保持稳定,其合成和储存对气氛的要求并不苛刻,进一步(bu)降低(di)(di)了生(sheng)产(chan)成本(ben)。

在(zai)离子电(dian)导率、可变形性、与高电(dian)压正极(ji)的相容性等方面,氯化(hua)锆(gao)锂很好地继承了氯化(hua)物(wu)固态(tai)(tai)电(dian)解(jie)质(zhi)相对于(yu)其(qi)它固态(tai)(tai)电(dian)解(jie)质(zhi)的优势,由其(qi)组成的全固态(tai)(tai)电(dian)池的循(xun)环性能甚至远远超过基于(yu)硫化(hua)物(wu)和氧化(hua)物(wu)固态(tai)(tai)电(dian)解(jie)质(zhi)的同类(lei)电(dian)池。

氯化(hua)锆锂同时在生(sheng)产成本及综合电化(hua)学性能(neng)方(fang)面具(ju)备(bei)显著优势,这在锂电池固态(tai)电解质中十分罕(han)见,它的(de)发现(xian)将(jiang)对全固态(tai)锂电池的(de)商业化(hua)产生(sheng)重要的(de)推动作用(yong)。


《安徽日报》 (2021年07月(yue)27日


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