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青岛能源所在硫化物全固态电池领域取得重大突破

2024-09-05 11:54:49 来源：信网

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简介：近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所取得重要突破，其在硫化物全固态电池领域的研究取得了显著的进展。该所成功研发出一种新型的硫化锂正极材料，这种材料被应用于全固态锂硫电池中，其能量密度超过了600瓦时/千克。这一成果不仅比目前已商业化的锂离子电池的能量密度高出一倍以上，而且由于不使用稀有金属，使得电池的制造成本也得到了显著降低。

近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所取得重要突破，其在硫化物全固态电池领域的研究取得了显著的进展。该所成功研发出一种新型的硫化锂正极材料，这种材料被应用于全固态锂硫电池中，其能量密度超过了600瓦时/千克。这一成果不仅比目前已商业化的锂离子电池的能量密度高出一倍以上，而且由于不使用稀有金属，使得电池的制造成本也得到了显著降低。传统的锂离子电池依赖于昂贵的钴和锂资源，并且需要使用稀有的金属作为正极材料。然而，这种依赖性限制了其在大规模应用中的推广。中国科学院青岛生物能源与过程研究所的新研究成果表明，通过使用非稀有的硫化物作为正极材料，可以大大降低电池制造成本，同时提高电池的能量密度。这项研究成果被发表在了国际学术期刊《Small》上。

硫化物全固态电池是一种理想的储能设备，具有高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点。然而，其开发过程中一直面临着技术难题，如正极材料的容量和稳定性等问题。中国科学院青岛生物能源与过程研究所通过自主研发，成功解决了这些问题，为硫化物全固态电池的发展奠定了坚实基础。

该成果由青岛能源所研究员武建飞带领的先进储能材料与技术研究组完成。据介绍，硫化物全固态电池具有高能量密度、快速充放电、低温性能优异以及高安全性、长寿命等优点，能解决液态锂电池能量密度低、易燃易爆等一系列问题，在电动汽车等领域具有极高的商业价值及广泛的市场前景。武建飞团队利用铜离子、碘离子共掺杂策略，提高了硫化锂正极的导电性及反应活性，从而显著提高了电池的容量、倍率及循环性能。在室温条件下，经过改性的硫化锂正极在低倍率下放电容量是原始材料的6.65倍。即使在高倍率下充放电，电池的容量也能保持得很好，显示出了优异的循环稳定性。

此外，针对液态锂硫电池中存在的“穿梭效应”，即在充放电过程中，溶解在电解液中的硫化锂在正负极之间来回迁移影响电池使用的情况，该研究实现了有效解决，让电池同步保持高能量密度和长循环寿命，为迈向大规模应用奠定基础。

这次研究成果的发布，无疑将进一步推动硫化物全固态电池的研究和应用。随着新能源汽车、智能电网等领域对储能设备的需求越来越大，高能量密度的全固态电池将成为市场的重要选择。而中国科学院青岛生物能源与过程研究所在这方面的突破，也将为中国乃至全球的能源科技发展做出重要贡献。