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2021年07月27日
【安徽日报】中科大新成果促成固态电池“物美价更廉”

本报讯(记者(zhe) 陈婉(wan)婉(wan))记者(zhe)7月22日(ri)从中国科(ke)学(xue)技(ji)术大学(xue)获悉,该校教授马骋团队(dui)设计并合成(cheng)了一(yi)种同时具有成(cheng)本与(yu)性能(neng)优势的(de)锂电池固(gu)(gu)态电解质,克服了固(gu)(gu)态电解质材料生产成(cheng)本和(he)综合性能(neng)难(nan)以兼得的(de)瓶颈。相关成(cheng)果(guo)7月20日(ri)发表(biao)于《自(zi)然(ran)·通讯》。

传统商用(yong)锂(li)电池(chi)采(cai)用(yong)有(you)机液态(tai)电解(jie)质,具(ju)(ju)有(you)体积小容(rong)量大、使用(yong)寿命长等优(you)点,但(dan)其(qi)热失控之后(hou)容(rong)易(yi)起(qi)火、爆炸。采(cai)用(yong)固(gu)态(tai)电池(chi)中的(de)(de)固(gu)态(tai)电解(jie)质,则可以杜绝(jue)液态(tai)电解(jie)质带来的(de)(de)“易(yi)燃易(yi)爆”与漏液等问题,实(shi)现(xian)安全储(chu)能(neng)。“虽然全固(gu)态(tai)锂(li)电池(chi)具(ju)(ju)有(you)更高的(de)(de)安全性(xing),但(dan)其(qi)核心(xin)部件——固(gu)态(tai)电解(jie)质的(de)(de)原材料成(cheng)本(ben)大多非常高,并(bing)且相(xiang)当一部分性(xing)能(neng)很好的(de)(de)固(gu)态(tai)电解(jie)质对湿度的(de)(de)稳定性(xing)不佳,需要在露点极低的(de)(de)气氛下(xia)制(zhi)备和储(chu)存,从而增加了生产成(cheng)本(ben)。” 马(ma)骋说。

马骋课(ke)题组设计并(bing)(bing)合(he)成了一种(zhong)新型氯(lv)化物固态电解(jie)质(zhi)——氯(lv)化锆(gao)锂(li)。这一材(cai)料成功将50微米厚度时的(de)(de)原材(cai)料成本降(jiang)低至(zhi)1.38美元/平(ping)(ping)方(fang)米,远远低于10美元/平(ping)(ping)方(fang)米这一确(que)保(bao)全(quan)固态电池市(shi)场竞争力的(de)(de)阈值,而(er)此(ci)前最廉(lian)价的(de)(de)氯(lv)化物固态电解(jie)质(zhi)相对(dui)应的(de)(de)成本为(wei)23.05美元/平(ping)(ping)方(fang)米。除此(ci)之外,氯(lv)化锆(gao)锂(li)在(zai)湿度高(gao)达5%时仍保(bao)持稳定,其合(he)成和储存对(dui)气氛的(de)(de)要求(qiu)并(bing)(bing)不(bu)苛刻,进一步降(jiang)低了生(sheng)产成本。

在离子电(dian)导率、可变(bian)形性、与(yu)高电(dian)压正极的相容性等方(fang)面,氯(lv)化(hua)锆锂很好地继(ji)承(cheng)了氯(lv)化(hua)物固态(tai)电(dian)解(jie)(jie)质相对于(yu)其它固态(tai)电(dian)解(jie)(jie)质的优势,由其组成的全(quan)固态(tai)电(dian)池(chi)的循(xun)环性能甚至远(yuan)远(yuan)超过基于(yu)硫(liu)化(hua)物和(he)氧(yang)化(hua)物固态(tai)电(dian)解(jie)(jie)质的同(tong)类电(dian)池(chi)。

氯化锆(gao)锂(li)同(tong)时在(zai)生(sheng)(sheng)产(chan)成本及综合电化学性能方面(mian)具备(bei)显著优势,这在(zai)锂(li)电池(chi)(chi)固态(tai)电解质中十(shi)分罕见,它的发现(xian)将对全(quan)固态(tai)锂(li)电池(chi)(chi)的商业(ye)化产(chan)生(sheng)(sheng)重要的推动作用。


《安徽日报》 (2021年07月27日


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