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中國科學院青島能源所研發出高比能長迴圈全固態鋰硫電池

2024-10-01科學

IT之家 9 月 30 日訊息,目前商業化鋰離子電池的能量密度正趨近其理論極限(300 Wh/kg),難以滿足國家長期的戰略需求,尤其是在新能源電動汽車、無人機等能量密度需求更高的套用領域。

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」)先進儲能材料與技術研究組武建飛研究員帶領團隊在硫化物全固態電池領域實作新突破,相關成果已發表在國際學術期刊 Small 上(IT之家附 DOI:10.1002/smll.202404171)。

▲ 雙摻雜硫化鋰正極全固態電池的效能

該團隊研發的基於硫化鋰正極的高比能長迴圈全固態鋰硫電池,能量密度超過 600 瓦時每千克,與商業化的鋰離子電池相比,其能量密度高出 1 倍有余。並且,因不使用稀有金屬,該研究徹底解決了鋰電正極材料的高成本難題。

資料顯示,硫化物全固態電池具有高能量密度、快速充放電、低溫效能優異以及高安全性、長壽命等優點,解決了液態鋰電池能量密度低、易燃易爆等一系列問題,展現了其在電動汽車和其他領域的套用潛力。全固態電池根據電解質分類,主要包括聚合物、氧化物和硫化物三種體系。其中,無機硫化物固態電解質離子電導率最高,同時還具有質地柔軟易成形、晶界電阻小、熱穩定性好等優點。

該硫化鋰正極顯示出 1165.23 mAh g -1 的高比容量,接近理論值 1167 mAh g -1 ,並且在常溫下迴圈 6200 次後,其容量仍可保持 84.4%。搭配商業化的 Si-C 負極組裝全電池後,常溫下迴圈 400 次放電比容量仍保持初始容量的 97% 以上。

其團隊成員、青島能源所助理研究員趙富華介紹稱,全固態軟包電池目前已完成實驗室技術創造,進入中試生產線的建設階段。力爭到 2026 年底,率先在青島實作硫化物全固態電池批次化生產並投放市場。