均質(zhì)化正極材料讓鋰電池化身“勁量小子”
來源：科技日?qǐng)?bào) 時(shí)間：2024-08-06 13:56
記者8月2日獲悉，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所（以下簡(jiǎn)稱“青島能源所”）研究員崔光磊團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種均質(zhì)化正極材料——鋰鈦鍺磷硫硒。這種全新的電極材料兼具電導(dǎo)率高、放電比容量高、使用壽命長等優(yōu)勢(shì)，可顯著提升電池性能，為新能源汽車、儲(chǔ)能電網(wǎng)、深海、深空等裝備提供安全、耐久、可靠的動(dòng)力源。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·能源》。
崔光磊介紹，新材料的離子電導(dǎo)率、電子電導(dǎo)率比傳統(tǒng)電池材料（層狀氧化物正極材料）高出1000倍以上。這意味著即便不依賴導(dǎo)電助劑，電池正極也能順暢地完成充放電過程。
該材料的放電比容量達(dá)到每克250毫安時(shí)，超過了目前使用的高鎳正極材料。在相同的重量或體積下，使用新材料的電池相較于傳統(tǒng)電池能夠存儲(chǔ)更多的電能，在單次充電的情況下可持續(xù)運(yùn)行更長時(shí)間。并且，使用這種材料后可使電池體積顯著減小，有助于設(shè)計(jì)更緊湊的致密儲(chǔ)能設(shè)備。
值得一提的是，在充放電過程中，新材料的體積變化僅為1.2%，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)正極材料。較小的體積變化有助于維持電池結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而延長電池使用壽命。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，使用這種新材料的全固態(tài)鋰電池，能量密度達(dá)到每千克390瓦時(shí)，是目前市場(chǎng)上最先進(jìn)鋰離子電池的1.3倍。
“使用該材料的全固態(tài)鋰電池可以實(shí)現(xiàn)大于10000圈的超長循環(huán)，電池在經(jīng)過5000次充放電循環(huán)后，仍可保持80%的初始容量，使用壽命更長，能夠提供更充足的電量。” 崔光磊說，新材料對(duì)開發(fā)高能量密度、長使用壽命的儲(chǔ)能設(shè)備具有重要意義，為全固態(tài)鋰電池的商業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。（宋迎迎）
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