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重磅!我国科学家取得全固态锂电池研究新打破!

编辑:[db:作者] 时间:2024-08-25 04:11:32

近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所科研团队在全固态锂电池领域取得新的打破,有望让电子设备小型化、长续航的梦想成为现实。

重磅!我国科学家取得全固态锂电池研究新打破!

这一成果7月31日在国际学术期刊《自然-能源》揭橥。

手机、电脑和其他电子设备中利用的锂离子电池,大多都是通过液体电解质来储存和开释能量。
现在,科学家们正在研究一种新型电池——全固态锂电池。
这种电池利用固态电解质,而不是液体,这使得它们更安全。

全固态锂电池听起来很空想,实则研发中也面临一些问题,紧张是电池正极内部的不同材料在化学和物理性子上很难完美匹配,产生多种界面问题,进而影响电池的能量密度和利用寿命。
为理解决这个问题,科研团队开拓了一种新的材料——均质化正极材料(锂钛锗磷硫硒)。

△复合正极和均质化正极在充电过程中微不雅观构造演化示意图

与传统材料比较,该材料具有高电导率、高能量密度、长利用寿命等上风:

高电导率:这种新材料兼具高离子电导率、高电子电导率,比传统的电池材料(层状氧化物正极材料)赶过1000倍以上。
这意味着,即便不依赖导电助剂,正极也能顺畅地完成充放电过程,显著提升了电池的整体性能。

高放电比容量:新材料的放电比容量较高,达到250毫安时每克,超过了目前利用的高镍正极材料。
在相同的重量或体积下,新材料的电池能够存储更多的电能,不仅能够让电池在不频繁充电的情形下持续运行更永劫光,提高续航能力,而且减小电池的体积,有助于设计更紧凑的设备。

低体积变革:在充放电过程中,新材料的体积变革仅为1.2%,远低于传统材料(层状氧化物正极材料)的50%。
这种眇小的体积变革有助于坚持电池构造的稳定性,从而延长电池的利用寿命。

高能量密度:利用这种新材料的全固态锂电池,其能量密度达到390瓦时每千克,是目前所宣布长循环全固态锂电池的1.3倍。

长利用寿命:利用该材料的全固态锂电池可以实现大于10000圈的超长循环,电池在经由5000次循环充电后,仍能保持80%的初始容量,能够更永劫光供应更充足的电量。

这项研究对开拓高能量密度、长利用寿命的储能设备,为新能源汽车、储能电网、深海深空装备等供应安全、耐久的动力源供应了技能支撑,对开拓新型储能体系等具有主要意义。

来源:央视一套微信公众号综合《朝闻天下》、央视新闻客户端

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