固態(tài)鋰電池技術(shù)新突破 商用已近在眼前
有外媒報道,,有電池研究團隊的人員成功研發(fā)了一款基于硫化物的超離子導體,可作為固態(tài)電池使用的一種高性能固態(tài)電解質(zhì),。此種新材料能夠在室溫下,,讓鋰離子的電導率達到10.2 mS/cm,可與典型鋰離子電池中使用的液態(tài)電解質(zhì)相媲美,。
此外,,該研究團隊還研發(fā)了一種新型合成技術(shù),可以將現(xiàn)有合成技術(shù)的處理時間縮短三分之一以上,。預(yù)計該項技術(shù)將極大地加速超離子固態(tài)電解質(zhì)材料的量產(chǎn),促進全固態(tài)電池的商業(yè)化,。
目前,,基于液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池主要用于電動車和儲能設(shè)備。不過,,由于此種電池的安全問題被屢次提及,,人們對現(xiàn)有采用易燃液態(tài)電解質(zhì)的電池的各種擔憂也有所增加。為了解決這一安全問題,,全固態(tài)電池技術(shù)引起了極大的關(guān)注,。不過,與鋰離子可以自由移動的液態(tài)電解質(zhì)不同,,由于鋰離子的移動被限制在一個堅硬的固態(tài)晶格中,,固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電導率只有液態(tài)電解質(zhì)的1/10至1/100。這一點也成為研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)中最重要,、最困難的挑戰(zhàn)之一,,而且也有巨大的技術(shù)和經(jīng)濟價值,。
對于固態(tài)電池技術(shù)這方面的缺點,電池科研研究人員采用一種稱為硫銀鍺礦的硫化物晶體結(jié)構(gòu),,研發(fā)出一種具有超強導電性的固態(tài)電解質(zhì),。同時,由于該晶體結(jié)構(gòu)的鋰離子濃度高且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,,因而具有很高的應(yīng)用前景,。不過,由于該結(jié)構(gòu)的獨特性,,將鋰離子困在一個位于硫銀鍺礦晶體的八面體籠中,,其鋰離子電導率仍然低于4 mS/cm。
為了克服這個缺點,,科研人員又研發(fā)了一種新型鋰離子通道,,通過應(yīng)用一種技術(shù),在特定的原子位置上,,選擇性地替換掉一種鹵素元素——氯,,從而讓鋰離子能夠穿越該八面體籠,讓新型固態(tài)電解質(zhì)材料的鋰離子電導率達到了10.2 mS/cm,,與室溫下傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)相當,,而且在各種電池工作條件下仍能保持電化學穩(wěn)定性。
隨著固態(tài)電池技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,,看樣子,,固態(tài)鋰電池進入商用階段已經(jīng)不遠了。
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