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新技術(shù)讓硫化物全固態(tài)鋰離子電池向產(chǎn)業(yè)化更近一步

發(fā)布時間:2022-07-06 15:35:00來源: 科技日報

  科技日報青島7月5日電 (記者王健高 實習記者宋迎迎 通訊員劉佳 王誠)記者5日從中國科學院青島生物能源與過程研究所獲悉,該研究所武建飛研究員帶領(lǐng)的先進儲能材料與技術(shù)研究組,在硫化物全固態(tài)鋰離子電池領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學問題和電池規(guī)模化制備技術(shù)方面,取得了一系列突破性新進展。相關(guān)成果發(fā)表在國際期刊《化學電化學》上。

  硫化物全固態(tài)鋰離子電池憑借高能量、快速充放電、低溫性能好以及高安全性、長壽命等優(yōu)點,開創(chuàng)性地解決了液態(tài)鋰電池存在的能量密度低、易燃、易爆等一系列問題,成為一項顛覆性前沿科技。硫化物固體電解質(zhì)具有眾多優(yōu)勢,使硫化物全固態(tài)鋰電池高能量密度和高倍率性能兼?zhèn)洹J澜绫姸嘬嚻蠹娂娡度肓蚧锶虘B(tài)鋰電池的研發(fā),并發(fā)布量產(chǎn)計劃。

  硫化物全固態(tài)鋰離子電池的關(guān)鍵核心材料是硫化物電解質(zhì),目前已報道的硫化物電解質(zhì)室溫離子電導率越來越高,可與商品化鋰離子電池所用有機電解液的離子電導率相媲美。

  多年來,該科研團隊致力于開發(fā)高性能硫化物固體電解質(zhì),利用高通量計算方法,開發(fā)出高電導率的硫化物固體電解質(zhì),其室溫離子電導率均達到國際水平,且已建立硫化物固體電解質(zhì)中試生產(chǎn)線,具備公斤級批量制備能力。

  在此基礎(chǔ)上,針對硫化物電解質(zhì)空氣穩(wěn)定性的研究,該科研團隊近期又取得關(guān)鍵性進展,通過向電解質(zhì)中進行軟酸物質(zhì)和硬堿物質(zhì)的雙摻雜,獲得了兼具高離子電導率、電化學穩(wěn)定性和空氣穩(wěn)定性優(yōu)異的硫化物電解質(zhì)材料。

  據(jù)介紹,為了突破硫化物全固態(tài)軟包鋰電池工業(yè)化制備的技術(shù)瓶頸,科研團隊自主創(chuàng)新了多項關(guān)鍵技術(shù),如制備出厚度低于20微米的超薄電解質(zhì)膜技術(shù),開發(fā)高穩(wěn)定性電極包覆技術(shù),構(gòu)建了穩(wěn)定的電極/電解質(zhì)界面技術(shù),以及勻漿、涂布、電極成型等技術(shù),還成功開發(fā)出具有優(yōu)異倍率和低溫性能的軟包電池,率先突破全固態(tài)軟包鋰電池循環(huán)壽命差的技術(shù)難點,成功開發(fā)出長循環(huán)壽命的全固態(tài)軟包鋰電池,循環(huán)850次,容量保持率為94%。

  目前,該科研團隊完成了實驗室技術(shù)制造,已建立一條全固態(tài)軟包電池實驗室生產(chǎn)線,探索出硫化物全固態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)模式,為推動高性能、低成本、大容量、高安全硫化物全固態(tài)軟包電池的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

(責編: 陳濛濛)

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