中科大在全固態(tài)鋰電池領(lǐng)域取得突破性進展！

據(jù)業(yè)內(nèi)消息，上周中科大馬騁教授開發(fā)出的一種新型固態(tài)電解質(zhì)在全固態(tài)鋰電池領(lǐng)域取得了突破性進展。據(jù)悉，該電解質(zhì)性能和成本均優(yōu)于目前同類產(chǎn)品，為全固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了新的可能。

一直以來，固態(tài)電池普遍被認為會改變電動汽車的游戲規(guī)則，因為它有諸多優(yōu)點，比如減少充電時間、增加能量密度、降低目前液電解質(zhì)鋰電池的火災(zāi)風(fēng)險等，幾乎突破了目前鋰電池的所有瓶頸。然而，因為固態(tài)電池通常制造比較困難，而且生產(chǎn)成本較高，直接限制了其大規(guī)模商用。

全固態(tài)鋰電池是一種利用固態(tài)電解質(zhì)代替液態(tài)電解質(zhì)的鋰電池，具有安全性高、能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，被認為是未來新能源汽車和儲能領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)。目前全固態(tài)鋰電池的核心難題是如何找到一種既能保證高效傳導(dǎo)鋰離子，又能實現(xiàn)良好的可變形性和低廉的成本的固態(tài)電解質(zhì)材料。

馬教授團隊發(fā)現(xiàn)了一種新型的氧氯化物固態(tài)電解質(zhì)氧氯化鋯鋰，綜合性能與目前最先進的硫化物、氯化物固態(tài)電解質(zhì)相當(dāng)。它的室溫離子電導(dǎo)率高達 2.42 mS/cm，超過了應(yīng)用所需要的 1 mS/cm，并且在目前報道的各類固態(tài)電解質(zhì)中位居前列。

據(jù)悉，該固態(tài)電解質(zhì)良好的可變形性使材料在 300 Mpa 的壓力下能達到 94.2% 致密，可以很好地滿足應(yīng)用需求，也優(yōu)于以易變形性著稱的硫化物、氯化物固態(tài)電解質(zhì)(同等壓力下不足 90% 致密)。

重要的是，其原材料成本僅為 7 美元/kg，遠低于目前最具成本優(yōu)勢的固態(tài)電解質(zhì)氯化鋯鋰(10.78 美元/kg)，并且不到硫化物和稀土基、銦基氯化物固態(tài)電解質(zhì)的 4%。該研究成果已經(jīng)在國際權(quán)威期刊《自然?通訊》上發(fā)表，審稿人表示很有新意和原創(chuàng)性，同時覺得該電解質(zhì)材料有前景，有益于固態(tài)電池技術(shù)的商業(yè)化。

實驗證明，由氧氯化鋯鋰和高鎳三元正極組成的全固態(tài)鋰電池展示了極為優(yōu)異的性能：在 12 分鐘快速充電的條件下，該電池仍然成功地在室溫穩(wěn)定循環(huán) 2000 圈以上。研究人員介紹，氧氯化鋯鋰是一種具有巨大潛力和應(yīng)用價值的固態(tài)電解質(zhì)材料，能夠以極低的成本實現(xiàn)與目前最先進的固態(tài)電解質(zhì)相近甚至超越的性能，對于推動全固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。