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新型技术路线释放全固态锂电池潜力

电池技术是新能源车、储能等“双碳”技术的核心之一。全固态锂电池由于采用了不可燃的无机固态电解质替代有机液态电解质,相比较商业化锂离子电池,具有更高的安全性和更大的能量密度提升空间,因此成为下一代锂电池的研究焦点。
新型技术路线释放全固态锂电池潜力

  中国科学技术大学马骋教授提出了一种关于全固态电池正极原材料的新型技术路线,可以大幅提升复合物正极中的活性物质载量,从而更充分地发挥出全固态锂电池在能量密度上的潜力。

  据研究人员介绍,为了充分发挥全固态电池的性能,其正极原材料至少需要满足两个条件:优秀的离子电导率、良好的可变形性。但是,这两点很难在目前商业化锂离子电池所使用的钴酸锂、磷酸铁锂等氧化物原材料中实现。

  此次研究中,马骋教授课题组采用非常规的原材料设计思路,选择氯化物构筑了一种全固态锂电池的新型正极原材料--氯化钛锂。

  研究发现,氯化钛锂极为柔软,只要经过冷压即可达到86.1%以上的相对密度,而且它的室温离子电导率高达1.04毫西门子每厘米,远远超过了氧化物正极原材料,甚至与电池中主要负责离子传输的固态电解质原材料相比也毫不逊色。因此,基于氯化钛锂的复合物正极能达到95%质量比的活性物质载量,远远超过磷酸铁锂、钴酸锂等氧化物正极在全固态电池中的极限。

  研究成果表明,以氯化钛锂为代表的氯化物正极原材料,是全固态锂电池中非常有前途的正极“候选者”,能够进一步释放全固态电池在能量密度方面的潜力。

  近日,该研究成果发表于国际著名学术期刊《自然‧通讯》◆

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