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來(lái)源：IT之家 7 月 31 日消息，采用不可燃無(wú)機固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)鋰電池可以滿(mǎn)足對高安全性?xún)δ芟到y日益增長(cháng)的需求。 全固態(tài)鋰電池通常采用包含了電極活性材料、導電子和導離子助劑的復合電極。不同組分之間在化學(xué)、電化學(xué)和力學(xué)等性能上難以完美匹配從而誘發(fā)多種界面問(wèn)題，嚴重惡化電池能量密度和使用壽命。 對此，中國科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所固態(tài)能源系統技術(shù)中心在崔光磊研究員帶領(lǐng)下，由鞠江偉、崔龍飛、張舒博士等開(kāi)創(chuàng )性設計出了一種新的均質(zhì)化正極材料 ——Li1.75Ti2(Ge0.25P0.75S3.8Se0.2)3，兼具高離子電導率（0.2 mS cm−1）、高電子電導率（225 mS cm−1）和高放電比容量（250 mA h g−1）。 與傳統材料相比，這種材料具有高電導率、高能量密度、長(cháng)使用壽命等優(yōu)勢，顛覆了全固態(tài)鋰電池復合正極的范式，從根本上解決了上述難題，制備出兼具高能量密度和長(cháng)循環(huán)壽命的全固態(tài)鋰電池。 
▲復合正極和均質(zhì)化正極在充電過(guò)程中微觀(guān)結構演變示意圖 這一突破有望讓電子設備小型化、長(cháng)續航的夢(mèng)想成為現實(shí)，相關(guān)研究成果已于 7 月 31 日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然 — 能源》上（IT之家附 DOI:10.1038/s41560-024-01596-6）。 該材料的離子和電子電導率高于傳統層狀氧化物正極材料 1000 倍以上，比容量超過(guò)目前的高鎳正極材料。同時(shí)，該材料在充放電過(guò)程中僅發(fā)生 1.2% 的體積形變，低于傳統層狀氧化物正極材料的 50%。 高的電導率可確保正極在不添加導電助劑的情況下正常充放電，低的體積形變保證了電池在充放電過(guò)程中結構的穩定性。以 100% 活性材料構筑的全固態(tài)鋰電池在 5000 圈循環(huán)后保持初始容量的 80%，其 390 Wh/kg 的高能量密度是目前所報道長(cháng)循環(huán)全固態(tài)鋰電池的 1.3 倍。 官方指出，這項研究對開(kāi)發(fā)高能量密度、長(cháng)使用壽命的儲能設備，為新能源汽車(chē)、儲能電網(wǎng)、深海深空裝備等提供安全、耐久的動(dòng)力源提供了技術(shù)支撐，對開(kāi)發(fā)新型儲能體系等具有重要意義。 |
