中科大科研人員提出新型技術(shù)路線釋放全固態(tài)鋰電池潛力

電池技術(shù)是新能源車、儲能等“雙碳”技術(shù)的核心之一。全固態(tài)鋰電池由于采用了不可燃的無機固態(tài)電解質(zhì)替代有機液態(tài)電解質(zhì)，相比較商業(yè)化鋰離子電池，具有更高的安全性和更大的能量密度提升空間，因此成為下一代鋰電池的研究焦點。

記者近日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校馬騁教授提出了一種關(guān)于全固態(tài)電池正極材料的新型技術(shù)路線，可以大幅提升復(fù)合物正極中的活性物質(zhì)載量，從而更充分地發(fā)揮出全固態(tài)鋰電池在能量密度上的潛力。

據(jù)研究人員介紹，為了充分發(fā)揮全固態(tài)電池的性能，其正極材料至少需要滿足兩個條件：優(yōu)秀的離子電導(dǎo)率、良好的可變形性。但是，這兩點很難在目前商業(yè)化鋰離子電池所使用的鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等氧化物材料中實現(xiàn)。

此次研究中，馬騁課題組采用非常規(guī)的材料設(shè)計思路，選擇氯化物構(gòu)筑了一種全固態(tài)鋰電池的新型正極材料——氯化鈦鋰。

研究發(fā)現(xiàn)，氯化鈦鋰極為柔軟，只要經(jīng)過冷壓即可達(dá)到86.1%以上的相對密度，而且它的室溫離子電導(dǎo)率高達(dá)1.04毫西門子每厘米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了氧化物正極材料，甚至與電池中主要負(fù)責(zé)離子傳輸?shù)墓虘B(tài)電解質(zhì)材料相比也毫不遜色。因此，基于氯化鈦鋰的復(fù)合物正極能達(dá)到95%質(zhì)量比的活性物質(zhì)載量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等氧化物正極在全固態(tài)電池中的極限。

研究成果表明，以氯化鈦鋰為代表的氯化物正極材料，是全固態(tài)鋰電池中非常有前途的正極“候選者”，能夠進(jìn)一步釋放全固態(tài)電池在能量密度方面的潛力。

近日，該研究成果發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。

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