科研團隊發明超薄固態電解質膜有望提升鋰離子電池性能
2022-07-29 16:15:25 來源: 新華網
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  新華網北京7月29日電(魏夢佳、楊夢涵)清華大學科研團隊近日在全固態鋰離子電池領域取得一項重要進展,發明了一種超薄複合固體電解質膜,將其組裝在固態鋰離子電池上,為未來研發更安全、更高性能的鋰離子電池提供了新思路。

  該研究由清華大學材料學院南策文院士、沈洋教授團隊完成,相關成果在國際期刊《先進能源材料》上作為當期封面文章發表。

  鋰離子電池是一種可以循環充放電的電池。傳統液態鋰離子電池中含有大量的電解液,極易造成安全隱患。一旦電池內部發生短路、過充熱失控或電解液泄漏等情況,可能會造成電池起火等安全事故。

  全固態鋰離子電池由於採用了固態電解質替代傳統的液態電解液,有望在解決鋰離子電池安全問題的同時,進一步提升電池的容量、功率和壽命,符合未來高安全性高能量密度鋰離子電池發展的方向。

  據沈洋教授介紹,研製厚度更薄、離子電導率更高的固體電解質,對開發性能優良的全固態鋰電池至關重要。鋻於此,科研團隊發明了一種可彎曲的、具備高鋰離子電導率的超薄複合固體電解質膜。在室溫下,這種固體電解質膜的鋰離子電導率高,機械延展性良好,採用該膜組裝的全固態電池能夠顯示出其優異的循環性能。

  據了解,鋰離子電池使用多次後,電池容量會減少,其功率也會降低,從而影響設備性能。在實驗室環境中,組裝該電解質膜的全固態鋰離子電池經過一千次充放電後的電池容量為92%,即使在兩萬次充放電後仍有71%的電池容量——這相當於裝備該電池的設備充放電兩萬次,依舊可以正常使用。這是迄今為止報道中發現的室溫下壽命最長的全固態電池。

  研發團隊認為,這種超薄複合固體電解質膜在移動電子設備儲能電源、新能源交通工具、大型儲能器件等領域均具有應用前景。此項工作將對研製超薄高性能的複合電解質材料有所 啟發,並為實現具有高性能的、可商業化的、實用的全固態電池指引方向。

 

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【糾錯】 責任編輯: 陶歡
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