作者:陈彬 来源:中国科学报 发布时间:2020/4/18 8:51:14
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固态电池研究获进展

 

近日,《先进功能材料》发表了以西安交通大学金属材料强度国家重点实验室为第一通讯单位的研究成果“NASCION基固态锂电池多功能中间层设计”,该成果标志着固态电池的电化学性能研究领域取得了重要进展。

据介绍,固态锂电池具有高安全性、高能量密度、长循环寿命和回收方便等优点,被认为是下一代革命性的电池技术,并已成为电池研究领域的前沿和热点。

在诸多固态电池材料体系中,NASCION型固态电解质具有锂离子电导率高、化学稳定性高、电化学窗口宽及成本相对较低等优点,具有推动高容量固态电池实用化的巨大潜力。然而,该型电解质对金属锂负极的化学稳定性差,以及界面阻抗高等特点,却严重阻碍其在固态全电池中的实际应用。

针对这一问题,西安交通大学教授宋江选与瑞典查尔莫斯理工大学教授亚历山大·马蒂奇合作,提出了一种全新的界面改性策略,即在固态电解质和金属锂负极之间设计一种多功能界面层,在电池负极侧形成低阻抗、高稳定性和高安全性的界面,从而显著实现固态电池电化学性能大幅度跃升。

该界面中间层的离子液体电解质具有高安全性、对锂化学稳定性好等特点,同时,固态电解质纳米颗粒可以匀化锂离子在电极表面扩散通量,从而抑制锂枝晶生成。基于上述策略制备的固态全电池库伦效率和循环寿命得到明显提高。本工作为NASCION型固态电解质在高能量密度电池中的实用化研究提供了一种新思路。

与此同时,该课题组在固态电池锂金属负极和高比容钾离子电池负极材料领域也连续取得新进展,相关研究成果分别发表在Small和《中国科学:材料科学》上。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202001444

 
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