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專家闡釋全固態(tài)鋰電池商業(yè)化應(yīng)用與挑戰(zhàn)

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:624次  |  2019年08月07日  

全固態(tài)鋰電池離高度商業(yè)化還有多遠(yuǎn)?近日,上海科技大學(xué)助理教授劉巍與斯坦福大學(xué)教授崔屹等人發(fā)表于Cell Press旗下期刊《化學(xué)》的文章對(duì)近年來全固態(tài)鋰金屬電池的發(fā)展進(jìn)行梳理,總結(jié)出幾種提高固體電解質(zhì)電導(dǎo)率和減小界面高阻抗的最新途徑,討論了固體電解質(zhì)用于嵌入式化合物、硫和氧氣等正極材料的研究,以及全固態(tài)鋰金屬電池的關(guān)鍵挑戰(zhàn)和未來發(fā)展。


鋰離子電池作為一種應(yīng)用廣泛的儲(chǔ)能設(shè)備,具有高能量密度、良好循環(huán)穩(wěn)定性及質(zhì)量輕等特點(diǎn)。但目前仍不能滿足電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)等高能量密度需求。若采用固體電解質(zhì)和金屬鋰負(fù)極的全固態(tài)鋰金屬電池,則有望解決能量密度、安全性等問題。


然而,固體電解質(zhì)本身導(dǎo)電率較低,并且電化學(xué)不穩(wěn)定性以及和電極的不兼容性導(dǎo)致電解質(zhì)與電極界面阻抗較大,制約了其商業(yè)化進(jìn)程。劉巍告訴《中國科學(xué)報(bào)》,目前,較高的界面電阻是制約全固態(tài)鋰電池商業(yè)化的主要原因,減小界面電阻的方式包括添加緩沖層以及人工鈍化層、在電極中混入固體電解質(zhì)材料等。全固態(tài)鋰電池的商用仍待研究,但未來可期。


文章還討論了最新的使用嵌入式化合物、硫和氧氣等正極的全固態(tài)鋰金屬電池。采用固體電解質(zhì)替代電解液能夠解決多硫化物溶解、鋰空電池開放性等問題,能大幅提高能量密度,有望用于下一代高能能量存儲(chǔ)器件。


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