科學家開發新型低成本固態電解質,全固態電池12分鐘快充實現穩定循環超2000次
科學家開發新型低成本固態電解質,全固態電池12分鐘快充實現穩定循環超2000次
2.實現安全、高能量密度的全固態鋰電池商業化,關鍵在于尋找合適的固態電解質。3.理想的固態電解質需要具備高離子電導率(室溫下超過 1mS cm-1)、低成本(不高于 $50/kg)和良好的易變形性(在 250-350MPa 下達到 90% 以上致密)。4.然而,當前常用的固態電解質無法同時滿足這些要求。5.氧化物固態電解質通常為脆性陶瓷,難以滿足易變形性要求。6.硫化物和氯化物雖然具有高離子電導率,但合成成本極高,普遍高于 $190/kg,遠超商業化要求的 $50/kg。7.中國科學技術大學馬騁教授團隊從氧氯化物出發,研發并合成了一種新型固態電解質——氧氯化鋯鋰(Li1.75ZrCl4.75O0.5)。
導讀2.實現安全、高能量密度的全固態鋰電池商業化,關鍵在于尋找合適的固態電解質。3.理想的固態電解質需要具備高離子電導率(室溫下超過 1mS cm-1)、低成本(不高于 $50/kg)和良好的易變形性(在 250-350MPa 下達到 90% 以上致密)。4.然而,當前常用的固態電解質無法同時滿足這些要求。5.氧化物固態電解質通常為脆性陶瓷,難以滿足易變形性要求。6.硫化物和氯化物雖然具有高離子電導率,但合成成本極高,普遍高于 $190/kg,遠超商業化要求的 $50/kg。7.中國科學技術大學馬騁教授團隊從氧氯化物出發,研發并合成了一種新型固態電解質——氧氯化鋯鋰(Li1.75ZrCl4.75O0.5)。
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1. 長期以來,全固態鋰電池的商業化進程受到性能和成本的雙重挑戰。2. 實現安全、高能量密度的全固態鋰電池商業化,關鍵在于尋找合適的固態電解質。3. 理想的固態電解質需要具備高離子電導率(室溫下超過 1mS cm-1)、低成本(不高于 $50/kg)和良好的易變形性(在 250-350MPa 下達到 90% 以上致密)。4. 然而,當前常用的固態電解質無法同時滿足這些要求。5. 氧化物固態電解質通常為脆性陶瓷,難以滿足易變形性要求。6. 硫化物和氯化物雖然具有高離子電導率,但合成成本極高,普遍高于 $190/kg,遠超商業化要求的 $50/kg。7. 中國科學技術大學馬騁教授團隊從氧氯化物出發,研發并合成了一種新型固態電解質——氧氯化鋯鋰(Li1.75ZrCl4.75O0.5)。8. 這種新型固態電解質的成本遠低于其他已報道的固態電解質,同時性能與目前最先進的硫化物、氯化物固態電解質相當。9. 團隊對成本進行了預估,以水合氫氧化鋰、氯化鋰、氯化鋯為原材料合成時成本約為 $11.60/kg,以水合氧氯化鋯、氯化鋰、氯化鋯為原材料合成時成本更低至 $7/kg。10. 這一新型氧氯化物固態電解質在成本與性能上均表現出色,使得全固態電池的循環性能優異。11. 在12分鐘快速充/放電下,由氧氯化鋯鋰組成的全固態電池可以穩定循環超過2000次。12. 其室溫離子電導率達到了2.42mS cm-1(商業化要求1mS cm-1以上),易變形性在300MPa下可達到94.2%致密(商業化要求250-350MPa達到90%以上)。13. 該研究揭示了一種經濟高效、離子導電性好、可壓縮的固態電解質,用于穩定全固態鋰電池,具有極高的商業潛力。14. 相關成果以《一種經濟高效、離子導電和可壓縮的用于穩定全固態鋰電池的氧氯化物固態電解質》為題發表在Nature Communications上。15. 馬騁教授擁有清華大學本科學歷,美國愛荷華州立大學博士學位,并在愛荷華州立大學及美國能源部橡樹嶺國家實驗室完成博士后研究。16. 目前在中國科學技術大學材料科學與工程系擔任教授,專注于全固態鋰電池、新型非鋰離子電池(如鈉離子電池、氟離子電池等)以及電化學儲能研究中的透射電鏡方法學。17. 馬騁團隊在全固態鋰電池和氟離子電池領域均取得重要進展,旨在推動這些技術的產業應用。
科學家開發新型低成本固態電解質,全固態電池12分鐘快充實現穩定循環超2000次
2.實現安全、高能量密度的全固態鋰電池商業化,關鍵在于尋找合適的固態電解質。3.理想的固態電解質需要具備高離子電導率(室溫下超過 1mS cm-1)、低成本(不高于 $50/kg)和良好的易變形性(在 250-350MPa 下達到 90% 以上致密)。4.然而,當前常用的固態電解質無法同時滿足這些要求。5.氧化物固態電解質通常為脆性陶瓷,難以滿足易變形性要求。6.硫化物和氯化物雖然具有高離子電導率,但合成成本極高,普遍高于 $190/kg,遠超商業化要求的 $50/kg。7.中國科學技術大學馬騁教授團隊從氧氯化物出發,研發并合成了一種新型固態電解質——氧氯化鋯鋰(Li1.75ZrCl4.75O0.5)。
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