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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(jìn)展
2024年08月05日 11:15:25
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：28251
近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所（以下簡(jiǎn)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(xiàng)目成果】 在當(dāng)今社會(huì)，隨著科技的飛速發(fā)展，人們對(duì)能源的需求日益增長(zhǎng)。為了滿足這一需求，科學(xué)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(chǔ)能設(shè)備，受到了廣泛關(guān)注。近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所(以下簡(jiǎn)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(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)了高容量硫化物復(fù)合正極材料，其比容量遠(yuǎn)超當(dāng)前廣泛使用的三元正極材料，標(biāo)志著全固態(tài)鋰硫電池的商業(yè)化應(yīng)用邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。
青島能源所先進(jìn)儲(chǔ)能材料與技術(shù)研究組經(jīng)過(guò)長(zhǎng)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(fù)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(guò)形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)了電子的遷移和離子的擴(kuò)散，大幅提高了硫的利用率。據(jù)研究團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)每克1060.9毫安時(shí)的高比容量，而在60攝氏度條件下，放電比容量更是高達(dá)每克1519.3毫安時(shí)，接近理論比容量。
值得一提的是，研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)硫氣相沉積和機(jī)械球磨的方法，設(shè)計(jì)了一種獨(dú)特的摻鎳三相界面復(fù)合正極。這種設(shè)計(jì)不僅有效緩解了硫在充放電過(guò)程中的體積膨脹問(wèn)題，還通過(guò)鎳的微量摻雜催化了硫與硫化鋰的轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步提升了復(fù)合正極的電化學(xué)性能。在多次循環(huán)測(cè)試中，該電池表現(xiàn)出了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，經(jīng)過(guò)1400次循環(huán)后，容量保持率仍高達(dá)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(jì)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。據(jù)研究團(tuán)隊(duì)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(yuǎn)超傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池，未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)更高的能量密度和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。這一技術(shù)突破，對(duì)于推動(dòng)新能源汽車、儲(chǔ)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(jìng)爭(zhēng)日益激烈的背景下，青島能源所的這一研究成果無(wú)疑為中國(guó)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(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)對(duì)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(lái)，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(huì)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更大力量。
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