加快打造原始创新策源地,加快突破关键核心技术,努力抢占科技制高点,为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。

——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

——中国科学院办院方针

首页 > 传媒扫描

【中国科学报】新路线进一步释放全固态锂电池潜力

2023-03-29 中国科学报 王敏
【字体:

语音播报

  中国科学技术大学教授马骋提出了一种关于全固态电池正极材料的新型技术路线,可以大幅提升复合物正极中的活性物质载量,从而更充分地发挥出全固态锂电池在能量密度上的潜力。相关研究成果近日发表于《自然-通讯》。

  全固态锂电池由于用不可燃的无机固态电解质替代了有机液态电解质,因此相较目前商业化锂离子电池而言,具有更高的安全性和更大的能量密度提升空间。

  为了充分发挥全固态电池性能,其正极材料至少需要满足两个条件——优秀的离子电导率、良好的可变形性。但这两点很难在目前商业化锂离子电池所使用的钴酸锂、磷酸铁锂等氧化物材料中实现。

  此次研究中,马骋课题组采用非常规材料设计思路,选择氯化物构筑了一种全固态锂电池的新型正极材料——氯化钛锂。研究发现,氯化钛锂极为柔软,经过冷压即可达到86.1%以上的相对密度,而且它的室温离子电导率高达1.04毫西门子每厘米,远超氧化物正极材料,甚至与电池中主要负责离子传输的固态电解质材料相比也毫不逊色。

  也就是说,由氯化钛锂组成的复合物正极不需要包含太多固态电解质,就可以实现相当高效的离子传输,因此可以实现很高的活性物质载量。在确保良好循环性能的前提下,研究人员成功在氯化钛锂复合物正极中实现了95%质量比的活性物质载量,大幅超过了氧化物正极所能达到的极限(通常在70%至80%质量比)。此外,活性物质载量如此之高的氯化钛锂复合物正极还展示了相当优异的循环性能,在1小时完成充电或放电的速率下,它在室温下实现了长达2500圈的稳定循环。

  这些性能表明,几乎未被探索的、以氯化钛锂为代表的氯化物正极材料,是全固态锂电池中非常有前途的正极“候选者”,能够进一步释放全固态电池在能量密度方面的潜力。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-023-37122-7 

  (原载于《中国科学报》 2023-03-29 第4版 综合)
打印 责任编辑:梁春雨

扫一扫在手机打开当前页

© 1996 - 中国科学院 版权所有 京ICP备05002857号-1 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000002

地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864

电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(总值班室)

编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn

  • © 1996 - 中国科学院 版权所有 京ICP备05002857号-1 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000002

    地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864

    电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(总值班室)

    编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn

  • © 1996 - 中国科学院 版权所有
    京ICP备05002857号-1
    京公网安备110402500047号
    网站标识码bm48000002

    地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864
    电话:86 10 68597114(总机)
       86 10 68597289(总值班室)
    编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn