鉅大LARGE | 點擊量:823次 | 2020年04月13日
新加坡研發(fā)實用的半固態(tài)電解質(zhì)提升鋰硫電池
據(jù)外媒報道,新加坡研究所納米生物實驗室(NBL)的研究人員,開發(fā)了一種半固態(tài)電解質(zhì),可以提高鋰硫電池電池的穩(wěn)定性,使其更安全可靠。這一研究成果為研發(fā)安全鋰硫電池供應(yīng)了可行的解決方法。
鋰硫電池具有高理論能量密度(2600Wh/kg),且材料成本低廉,對環(huán)境友好,因此,自從概念提出,就受到社會各界的重視。
但是,鋰硫電池成熟產(chǎn)品遲遲未能實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用,其重要阻礙就在于安全性問題沒能解決,原因就在于鋰硫電池電池中的液體有機(jī)電解質(zhì)易泄漏且易燃。
研究組負(fù)責(zé)人Ying教授表示:“由液體和固體組成的混合準(zhǔn)固體電解質(zhì),稱得上是一種實用的折衷方法,既能使電池保持安全性,又能實現(xiàn)良好的性能。”
為此,該研究團(tuán)隊開發(fā)出了制備LLZO薄片的新方法,用于構(gòu)建電解質(zhì)框架。此外,還將LLZO薄片制成可以吸收液體電解質(zhì)的多孔膜,設(shè)計出一種混合準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。
Li7La3Zr2O12(LLZO)材料離子電導(dǎo)率高,而且具有優(yōu)異的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性。這種電解質(zhì)是非剛性結(jié)構(gòu)可與電極保持良好接觸,且在操作和電池組裝過程中不易開裂,有利于提高電池的安全性和性能。此外,NBL半固態(tài)電解質(zhì)能在較大電壓范圍內(nèi)保持穩(wěn)定,可與不同的鋰離子電池電極材料兼容。
該研究團(tuán)隊表示,在試驗過程中,新型電解質(zhì)在1.5mg/cm2的負(fù)載密度下,可實現(xiàn)高倍率性能(1和2C分別為~515mAh/g和~340mAh/g)。關(guān)于鋰硫混合準(zhǔn)電池來說,這是目前所能達(dá)到的最佳性能之一。
試驗結(jié)果表明,此類3D片層架構(gòu)關(guān)于提升電池性能至關(guān)重要。新型電解質(zhì)制成的鋰硫電池表現(xiàn)出高容量、快速充放電能力,而且可以抑制多硫化物穿梭,電池性能穩(wěn)定。
該團(tuán)隊正尋求開發(fā)可實現(xiàn)商業(yè)化的新型鋰硫和鋰固態(tài)電池。