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新型高比能硫化物全固態(tài)電池制備取得重要進展
2024年08月05日 11:15:25 來源:化工儀器網(wǎng) 點擊量:28199

近日,中國科學院青島生物能源與過程研究所(以下簡稱青島能源所)在新型高比能硫化物全固態(tài)電池的制備上取得了重要突破。

  【化工儀器網(wǎng) 項目成果】 在當今社會,隨著科技的飛速發(fā)展,人們對能源的需求日益增長。為了滿足這一需求,科學家們不斷探索新型能源技術(shù)。其中,新型高比能硫化物全固態(tài)電池作為一種具有巨大潛力的儲能設(shè)備,受到了廣泛關(guān)注。近日,中國科學院青島生物能源與過程研究所(以下簡稱青島能源所)在新型高比能硫化物全固態(tài)電池的制備上取得了重要突破。該研究團隊成功開發(fā)了高容量硫化物復合正極材料,其比容量遠超當前廣泛使用的三元正極材料,標志著全固態(tài)鋰硫電池的商業(yè)化應(yīng)用邁出了堅實的一步。
 
  青島能源所先進儲能材料與技術(shù)研究組經(jīng)過長期深入研究,采用磷修飾碳納米管包覆策略,制備了高性能的硫化物復合正極材料。這一創(chuàng)新策略不僅顯著提升了硫正極與固體電解質(zhì)之間的界面接觸和穩(wěn)定性,還通過形成三維導電網(wǎng)絡(luò),促進了電子的遷移和離子的擴散,大幅提高了硫的利用率。據(jù)研究團隊介紹,采用這種新型正極材料的全固態(tài)鋰硫電池,在室溫下即可實現(xiàn)每克1060.9毫安時的高比容量,而在60攝氏度條件下,放電比容量更是高達每克1519.3毫安時,接近理論比容量。
 
  值得一提的是,研究團隊還通過硫氣相沉積和機械球磨的方法,設(shè)計了一種獨特的摻鎳三相界面復合正極。這種設(shè)計不僅有效緩解了硫在充放電過程中的體積膨脹問題,還通過鎳的微量摻雜催化了硫與硫化鋰的轉(zhuǎn)化,進一步提升了復合正極的電化學性能。在多次循環(huán)測試中,該電池表現(xiàn)出了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,經(jīng)過1400次循環(huán)后,容量保持率仍高達70.4%。
 
  這一研究成果的發(fā)表,不僅為全固態(tài)鋰硫電池的正極結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了新的思路,也為該技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。據(jù)研究團隊介紹,采用硫化物固態(tài)電解質(zhì)和硫化鋰或硫作為正極的全固態(tài)電池,其能量密度遠超傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池,未來有望實現(xiàn)更高的能量密度和更長的循環(huán)壽命。這一技術(shù)突破,對于推動新能源汽車、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。
 
  在全球固態(tài)電池技術(shù)競爭日益激烈的背景下,青島能源所的這一研究成果無疑為中國乃至全球的固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展注入了新的活力。隨著各國政府、科研機構(gòu)和企業(yè)對固態(tài)電池技術(shù)的不斷投入和研發(fā),相信在不久的將來,固態(tài)電池將成為下一代電池技術(shù)的領(lǐng)軍者,為人類社會的可持續(xù)發(fā)展貢獻更大力量。
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