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这一“锂”想终于近在咫尺!我国科学家研发出质优价廉的新型锂电池固态电解质

2021-07-22 15:15:19来源:前瞻网 阅读量:10210

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导读:在当前锂离子电池体系下,依靠高镍三元正极、硅碳负极和电解液的组合将在3-5年内达到性能极限,但仍无法彻底满足动力电池对安全性、能量密度与成本的要求。
  前几日,因为动力电池存在安全隐患,奇瑞汽车和长城汽车召回了17623辆电动汽车。
 
  动力电池作为新能源汽车的心脏,它的性能决定着整车的性能。
 
  在当前锂离子电池体系下,依靠高镍三元正极、硅碳负极和电解液的组合将在3-5年内达到性能极限(能量密度上限350Wh/Kg),但仍无法彻底满足动力电池对安全性、能量密度与成本的要求。
 
  于是学术界和产业界将目光投向了固态电池。
 
  相比于采用有机液态电解质的传统商用锂电池,固态电池中的固态电解质,可以杜绝液态电解质带来的“易燃易爆炸”与漏液等问题,减少安全隐患。
 
  但是,固态电解质的原材料成本较高,这就为其商业化制造带来了巨大挑战。
 
  针对此问题,马骋教授课题组设计并合成了一种新型氯化物固态电解质——氯化锆锂。
 
  这是一种同时具有成本与性能优势的锂电池固态电解质,克服了固态电解质材料生产成本和综合性能难以兼得的瓶颈。
 
  性能方面,这一材料很好地继承了氯化物固态电解质相对于其它固态电解质的优势,由其组成的全固态电池的循环性能,甚至远远超过基于硫化物和氧化物固态电解质的同类电池。
 
  成本方面,这一材料成功将50微米厚度时的原材料成本降低至1.38美元/平方米,远远低于10美元/平方米这一确保全固态电池市场竞争力的阈值,而此前最廉价的氯化物固态电解质相对应的成本为23.05美元/平方米,远远超过这一阈值。
 
  除此之外,氯化锆锂在湿度高达5%时仍保持稳定,因此其合成和储存对气氛的要求并不苛刻,进一步降低了生产成本。
 
  这一研究成果使全固态电池的商业化不再遥不可及,而全固态锂电池的商业化也将对实现“碳达峰、碳中和”起着重要作用。
 
  (原标题:这一“锂”想终于近在咫尺!我国科学家研发出质优价廉的新型锂电池固态电解质)

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