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中国科大马骋教授开发出具有低成本的新型硫化物固态电解质

2024-07-02 11:47:34 来源:安徽日报
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简介:近日,中国科学技术大学马骋教授研究团队成功开发出一种新型硫化物固态电解质,用于全固态电池。这种电解质不仅展示了硫化物固态电解质的优势,还具有其他硫化物固态电解质无法达到的低廉成本,适合商业化应用。
固态电池是一种新型电池技术,具有高能量密度、长循环寿命、低自放电率等优点。然而,目前全固态电池的技术瓶颈在于电解质的选择和制备。传统的有机硫化物电解质虽然具有较好的电化学性能,但其制备过程复杂、成本较高,且存在安全隐患。

近日,中国科学技术大学马骋教授研究团队成功开发出一种新型硫化物固态电解质,用于全固态电池。这种电解质不仅展示了硫化物固态电解质的优势,还具有其他硫化物固态电解质无法达到的低廉成本,适合商业化应用。

据悉,这种新型硫化物固态电解质已经在6月30日发表在国际著名学术期刊《德国应用化学》上。该成果的取得,将有助于推动全固态电池技术的发展和商业化应用。

马骋教授研究团队开发的新型硫化物固态电解质,采用了一种简单易行的制备方法,可以在常温下进行制备,降低了制备难度和成本。此外,该电解质还具有较高的离子导电性和较好的稳定性,能够满足全固态电池的应用需求。

全固态电池有望克服锂离子电池难以兼顾续航和安全性的瓶颈,从而突破目前电池技术的玻璃天花板。固态电解质是成功构筑全固态电池的关键。在氧化物、硫化物、卤化物这三类固态电解质中,性能优异的硫化物被普遍认为最有希望实现全固态电池的实际应用。日本丰田、韩国三星等知名企业,都在过去的十几年内对此类材料进行了大量的研发投入。但是,硫化物固态电解质的成本普遍超过195美元每公斤,远高于实现商业化所需要的50美元每公斤。这一问题的根源,在于硫化物固态电解质的合成需要使用大量昂贵的硫化锂。

在此次研究中,马骋开发了一种不以硫化锂作为原料的硫化物固态电解质——氧硫化磷锂。这种固态电解质以成本低廉的水合氢氧化锂和硫化磷作为原材料合成,因此其原材料成本仅14.42美元每公斤,不到其它硫化物固态电解质原材料成本的8%。同时,氧硫化磷锂也保留了硫化物固态电解质的独特优势:兼具极低的密度,且具有良好的负极相容性,这在氧化物和卤化物固态电解质中都无法同时实现。

据介绍,这项研究成果有望为新能源汽车、可穿戴设备等领域提供更加高效、安全、环保的电池解决方案。未来,马骋教授研究团队将继续深入研究,推动全固态电池技术的进一步发展和商业化应用。
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