中國(guó)科學(xué)家在鋰金屬電池領(lǐng)域獲重大進(jìn)展
2025年01月16日 10:4 1249次瀏覽 來(lái)源： 中國(guó)有色金屬報(bào) 分類(lèi)： 稀有稀土 作者： 葉青
1月13日，從華南理工大學(xué)傳來(lái)好消息，該校嚴(yán)克友教授團(tuán)隊(duì)在鋰金屬負(fù)極界面表面構(gòu)建了同時(shí)具有高電子絕緣性、高離子電導(dǎo)率和高化學(xué)穩(wěn)定的理想型固態(tài)電解質(zhì)界面，提升了鋰金屬電池的性能和安全性。相關(guān)研究成果已發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《自然》上。
“目前，基于鋰離子電池的碳酸酯基電解液體系，與鋰金屬電池仍然無(wú)法很好地兼容。根本原因在于目前的商業(yè)電解液無(wú)法在鋰金屬負(fù)極表面形成穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)界面。這種缺陷不僅會(huì)造成鋰結(jié)晶的生長(zhǎng)，帶來(lái)電池爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)嚴(yán)重影響鋰金屬電池的循環(huán)壽命。”嚴(yán)克友說(shuō)。
如何在鋰金屬負(fù)極界面表面構(gòu)建同時(shí)具有高電子絕緣性、高離子電導(dǎo)率和高化學(xué)穩(wěn)定的理想型固態(tài)電解質(zhì)界面，一直是該研究中的關(guān)鍵難題。
對(duì)此，該研究團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了以t-Li2ZrF6晶體構(gòu)建理想型固態(tài)電解質(zhì)界面的可行性，首次提出用電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)m-Li2ZrF6轉(zhuǎn)化為t-Li2ZrF6來(lái)構(gòu)筑固態(tài)電解質(zhì)界面的策略。該團(tuán)隊(duì)利用單斜相m-Li2ZrF6納米顆粒作為添加劑，成功在鋰金屬負(fù)極表面構(gòu)建了具有優(yōu)異電化學(xué)性能的基于三方相t-Li2ZrF6固態(tài)電解質(zhì)界面，實(shí)現(xiàn)了鋰金屬電池在高載量、低N/P值和超高倍率下的穩(wěn)定循環(huán)，能夠在2C的倍率下循環(huán)3000次后依然擁有80%的容量保持率，達(dá)到同級(jí)別最高水平。該研究為鋰金屬負(fù)極界面保護(hù)提供了新的研究材料和思路。
據(jù)介紹，由于m-Li2ZrF6納米顆粒的合成工藝簡(jiǎn)單，具備大規(guī)模生產(chǎn)條件，為鋰金屬電池的廣泛應(yīng)用提供了解決方案。該成果將為研發(fā)、制造新一代高性能鋰電池、推動(dòng)新能源汽車(chē)以及光伏-儲(chǔ)能一體化等領(lǐng)域發(fā)展提供新的關(guān)鍵技術(shù)。
責(zé)任編輯：任飛
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