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    研究開發新材料,有望打破鋰電池困境

    發布日期:2021-08-05  來源:澎湃新聞

    核心提示:當前鋰離子電池體系下,鋰電池定制電解液從狀態上主要分為液態電解質和固態電解質兩種。液態電解質運用于鋰離子電池,具有成本低
     當前鋰離子電池體系下,鋰電池定制電解液從狀態上主要分為液態電解質和固態電解質兩種。液態電解質運用于鋰離子電池,具有成本低、導電率高、體積小容量大、使用壽命長等優點。但其熱失控后引起的著火、爆炸問題卻一直惹人堪憂。

    相比之下,固態電解液鋰電池的外包裝往往采用的是軟包材料,降低了電池的重量,且可塑性較強。更重要的是,其安全性較好,可以很大程度上防止液態電解質帶來的“易燃易爆炸”與漏液等問題,實現安全儲能。
     
    但是固態電解質的原材料成本一般較高,并且相當一部分性能優良的固態電解質對濕度的穩定性不佳,需要在露點極低的氣氛下制備和儲存,這就從另一方面又增加了生產成本,使其商業化生產成為一大挑戰。
     
    針對這些問題,中國科學技術大學的研究團隊設計并合成了一種新型氯化物固態電解質——氯化鋯鋰(Li2ZrCl6)。該材料不僅生產成本較低,而且性能優異,克服了固態電解質材料生產成本和綜合性能難以兼得的瓶頸。
     
    這一材料在性能方面,很好地繼承了氯化物固態電解質相對于其它固態電解質的優勢,其組成的全固態電池的循環性能,遠超于基于硫化物和氧化物固態電解質的同類電池。
     
    成本方面,該材料成功將50微米厚度時的原材料成本降低至1.38美元/平方米,低于10美元/平方米這一全固態電池市場競爭力的閾值。在此之前,最廉價的氯化物固態電解質相對應的成本約為23.05美元/平方米。
     
    除此之外,氯化鋯鋰在濕度高達5%(對應露點-15 °C)時仍保持穩定,因此其合成和儲存對環境的要求并不苛刻,進一步降低了成本。
     
    氯化鋯鋰在生產成本降低的同時兼具了良好的性能,為商業化量產全固態電池提供了道路。未來,其在新能源電動汽車領域,有望展現良好前景。

    關鍵詞: 電解液
     
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