新材料提升全固態鋰硫電池能量密度1
人民網北京9月12日電 (記者趙竹青)記者從中國科學院青島生物能源與過程研究所獲悉,該所研究員武建飛帶領的先進儲能材料與技術研究組,研發出用于全固態鋰硫電池的新型硫化鋰正極材料,能量密度超600瓦時每千克。與目前已商業化的鋰離子電池相比,其能量密度高出1倍有余,且成本更低,為開發高能量密度的全固態電池提供了新方法和思路。相關論文發表于國際期刊《small》。
硫化物全固態電池具有高能量密度、快速充放電、低溫性能優異以及高安全性、長壽命等優點。然而,硫化物全固態電池正極材料的研究長期以來存在挑戰。例如,硫化鋰正極導電性差,這直接影響電池充放電速度和能量輸出。
研究團隊利用銅離子、碘離子共摻雜策略,有效提高硫化鋰正極的導電性及反應活性。測試結果表明,同常規硫化鋰正極相比,共摻雜硫化鋰正極的鋰離子擴散系數提高5個數量級,電子電導率提高2個數量級,從本征上解決了硫化鋰正極導電性差的問題。
這一策略顯著提高了電池的容量、倍率及循環性能。研究表明,在室溫條件下,經過改性的硫化鋰正極在低倍率下放電容量是原始材料的6.65倍。即使在高倍率下充放電,電池仍能保持較高容量,顯示出優異循環穩定性。
武建飛介紹,該硫化鋰正極材料顯示出每克1165.23毫安時的高比容量,接近理論值每克1167毫安時。在常溫下循環6200次后,其容量仍可保持84.4%。搭配商業化的硅碳負極組裝全電池后,常溫下循環400次放電,電池比容量仍能保持在初始容量的97%以上。
(責編:趙竹青、呂騫) 關注公眾號:人民網財經分享讓更多人看到
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