青島能源所在硫化物全固態(tài)電池領(lǐng)域取得重大突破

2024-09-05 11:54:49 來源：信網(wǎng)

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簡介：近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所取得重要突破，其在硫化物全固態(tài)電池領(lǐng)域的研究取得了顯著的進(jìn)展。該所成功研發(fā)出一種新型的硫化鋰正極材料，這種材料被應(yīng)用于全固態(tài)鋰硫電池中，其能量密度超過了600瓦時/千克。這一成果不僅比目前已商業(yè)化的鋰離子電池的能量密度高出一倍以上，而且由于不使用稀有金屬，使得電池的制造成本也得到了顯著降低。

近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所取得重要突破，其在硫化物全固態(tài)電池領(lǐng)域的研究取得了顯著的進(jìn)展。該所成功研發(fā)出一種新型的硫化鋰正極材料，這種材料被應(yīng)用于全固態(tài)鋰硫電池中，其能量密度超過了600瓦時/千克。這一成果不僅比目前已商業(yè)化的鋰離子電池的能量密度高出一倍以上，而且由于不使用稀有金屬，使得電池的制造成本也得到了顯著降低。傳統(tǒng)的鋰離子電池依賴于昂貴的鈷和鋰資源，并且需要使用稀有的金屬作為正極材料。然而，這種依賴性限制了其在大規(guī)模應(yīng)用中的推廣。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所的新研究成果表明，通過使用非稀有的硫化物作為正極材料，可以大大降低電池制造成本，同時提高電池的能量密度。這項(xiàng)研究成果被發(fā)表在了國際學(xué)術(shù)期刊《Small》上。

硫化物全固態(tài)電池是一種理想的儲能設(shè)備，具有高能量密度、長循環(huán)壽命和低自放電率等優(yōu)點(diǎn)。然而，其開發(fā)過程中一直面臨著技術(shù)難題，如正極材料的容量和穩(wěn)定性等問題。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所通過自主研發(fā)，成功解決了這些問題，為硫化物全固態(tài)電池的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

該成果由青島能源所研究員武建飛帶領(lǐng)的先進(jìn)儲能材料與技術(shù)研究組完成。據(jù)介紹，硫化物全固態(tài)電池具有高能量密度、快速充放電、低溫性能優(yōu)異以及高安全性、長壽命等優(yōu)點(diǎn)，能解決液態(tài)鋰電池能量密度低、易燃易爆等一系列問題，在電動汽車等領(lǐng)域具有極高的商業(yè)價值及廣泛的市場前景。武建飛團(tuán)隊(duì)利用銅離子、碘離子共摻雜策略，提高了硫化鋰正極的導(dǎo)電性及反應(yīng)活性，從而顯著提高了電池的容量、倍率及循環(huán)性能。在室溫條件下，經(jīng)過改性的硫化鋰正極在低倍率下放電容量是原始材料的6.65倍。即使在高倍率下充放電，電池的容量也能保持得很好，顯示出了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。

此外，針對液態(tài)鋰硫電池中存在的“穿梭效應(yīng)”，即在充放電過程中，溶解在電解液中的硫化鋰在正負(fù)極之間來回遷移影響電池使用的情況，該研究實(shí)現(xiàn)了有效解決，讓電池同步保持高能量密度和長循環(huán)壽命，為邁向大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

這次研究成果的發(fā)布，無疑將進(jìn)一步推動硫化物全固態(tài)電池的研究和應(yīng)用。隨著新能源汽車、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)δ茉O(shè)備的需求越來越大，高能量密度的全固態(tài)電池將成為市場的重要選擇。而中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所在這方面的突破，也將為中國乃至全球的能源科技發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。