全固態電池是新一代新能源汽車發展的重要方向。
據中科院之聲微博7月23日消息,中國科學技術大學教授馬騁開發出一種用於全固態電池的新型硫化物固態電解質,該材料在具有硫化物固態電解質固有優勢的同時,相較其他硫化物固態電解質,成本更加低廉、更適合商業化。
全固態電池一直是新能源行業關注的領域,因為它有望克服目前商業化鋰離子電池在續航、安全性上難以兼顧的瓶頸。而成功實現全固態電池商業化的關鍵,在於找到合適的固態電解質。在氧化物、硫化物、鹵化物這三類固態電解質中,硫化物是唯一同時具備良好負極相容性和極低密度的固態電解質,但成本較高。
硫化物固態電解質成本居高不下的根源,在於其合成需要使用大量昂貴的硫化鋰。“許多知名企業都在過去的十幾年內對此類材料進行了大量的研發投入。”馬騁説,但硫化物固態電解質的成本普遍超過195美元每公斤,遠高於實現商業化所需要的50美元每公斤。
為了降低硫化物固態電解質的成本,馬騁教授採取了完全不同的策略,開發了一種不以硫化鋰作為原料的硫化物固態電解質——氧硫化磷鋰。這種固態電解質以水合氫氧化鋰和硫化磷作為原材料合成,原材料成本僅14.42美元每公斤,具有很強的成本競爭力。同時,這種新型硫化物固態電解質還具備極低的密度和良好的負極相容性。
據介紹,由氧硫化磷鋰組成的全固態電池具有“出色的循環性能”。它保留了硫化物固態電解質獨特優勢。它和鋰金屬組成的對稱電池能實現4200小時以上的室溫穩定循環,而它和硅負極、高鎳三元正極組成的全固態軟包電池,在60℃下循環200次後,仍具有89.29%的容量保持率。這一硫化物固態電解質的發現,對全固態電池的實際應用具有重要的推動作用。
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