近日,中國科學院青島生物能源與過程研究所在硫化物全固態電池領域取得進展,其研發的用于全固態鋰硫電池的新型硫化鋰正極材料,能量密度超過600瓦時/千克。與目前已商業化的鋰離子電池相比,應用新材料的電池能量密度高出1倍有余,且因為不使用稀有金屬實現了更低的成本。該研究為開發高能量密度的全固態電池提供了新的方法和思路,相關成果發表于國際學術期刊《Small》。
該成果由青島能源所研究員武建飛帶領的先進儲能材料與技術研究組完成。據介紹,硫化物全固態電池具有高能量密度、快速充放電、低溫性能優異以及高安全性、長壽命等優點,能解決液態鋰電池能量密度低、易燃易爆等一系列問題,在電動汽車等領域具有極高的商業價值及廣泛的市場前景。武建飛團隊利用銅離子、碘離子共摻雜策略,提高了硫化鋰正極的導電性及反應活性,從而顯著提高了電池的容量、倍率及循環性能。在室溫條件下,經過改性的硫化鋰正極在低倍率下放電容量是原始材料的6.65倍。即使在高倍率下充放電,電池的容量也能保持得很好,顯示出了優異的循環穩定性。
此外,針對液態鋰硫電池中存在的“穿梭效應”,即在充放電過程中,溶解在電解液中的硫化鋰在正負極之間來回遷移影響電池使用的情況,該研究實現了有效解決,讓電池同步保持高能量密度和長循環壽命,為邁向大規模應用奠定基礎。
(關鍵字:全固態電池)