中新網(wǎng)山東新聞10月17日電(張孝鵬)中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所(簡(jiǎn)稱“青島能源所”)日前發(fā)布消息稱,該所研究員武建飛帶領(lǐng)的先進(jìn)儲(chǔ)能材料與技術(shù)研究組,研發(fā)出用于全固態(tài)鋰硫電池的新型硫化鋰正極材料,能量密度達(dá)600瓦時(shí)每千克。該材料比目前已商業(yè)化的鋰離子電池能量密度高出1倍有余,且成本更低,為開發(fā)高能量密度全固態(tài)電池提供了新方法和思路。
全固態(tài)電池根據(jù)電解質(zhì)分類,主要包括聚合物、氧化物和硫化物三種體系。其中,無機(jī)硫化物固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率最高,同時(shí)還具有質(zhì)地柔軟易成形、晶界電阻小、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。掌握全固態(tài)電池制備技術(shù)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),是搶占汽車領(lǐng)域的重要關(guān)口,打造新能源領(lǐng)先地位的關(guān)鍵一環(huán)。
然而,硫化物全固態(tài)電池正極材料的研究長(zhǎng)期以來存在挑戰(zhàn)。例如,硫化鋰正極導(dǎo)電性差,這直接影響電池充放電速度和能量輸出。
2024年3月,武建飛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)解決了硫化物全固態(tài)電池疊層工藝的行業(yè)痛點(diǎn)及瓶頸問題,打通了硫化物全固態(tài)電池大型車載電池制作工藝的最后一道難關(guān),在硫化物軟包電池疊片技術(shù)上取得關(guān)鍵性突破。
近期,武建飛團(tuán)隊(duì)又開發(fā)出基于硫化鋰正極的高比能長(zhǎng)循環(huán)全固態(tài)鋰硫電池。該電池能量密度達(dá)600瓦時(shí)每千克,且在常溫下循環(huán)6200次后其容量仍可保持84.4%,搭配商業(yè)化的硅碳負(fù)極組裝全電池后﹐常溫下循環(huán)400次放電比容量仍保持初始容量的97%以上。
“推進(jìn)全固態(tài)電池關(guān)鍵材料及核心技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程,對(duì)于新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換、打造我們?cè)谛履茉搭I(lǐng)域的領(lǐng)先地位具有重大意義!蔽浣w認(rèn)為,全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)仍然面臨一系列科學(xué)難題和工藝設(shè)備挑戰(zhàn),全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)鏈需要重新構(gòu)建和完善,全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈也需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
據(jù)悉,該研究的相關(guān)論文已發(fā)表于國(guó)際期刊《small》。據(jù)團(tuán)隊(duì)成員、青島能源所助理研究員趙富華介紹,目前,全固態(tài)軟包電池已完成實(shí)驗(yàn)室技術(shù)創(chuàng)造,進(jìn)入中試生產(chǎn)線的建設(shè)階段。力爭(zhēng)三年內(nèi)率先在青島實(shí)現(xiàn)硫化物全固態(tài)電池批量化生產(chǎn)并投放市場(chǎng)。(完)