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2024年固态电池要爆发了?科研突破接连不断

作者: | 发布日期: 2024 年 01 月 17 日 9:16 | 分类: 产业资讯

最近,“固态电池”概念点燃了资本市场的热情,投资者对其潜在市场前景寄予厚望。与此同时,在科研领域,一系列重要研究成果相继发表,为固态电池在未来的商业应用中发挥重要作用奠定了基础。

中科大姚宏斌等联合开发出超强性能固态电池

近日,中国科学技术大学姚宏斌教授研究团队联合复旦大学商城教授与浙江工业大学陶新永教授研究团队,开发了高锂离子电导率的无定形钽系氯化物固态电解质,并扩展了一系列高性能复合固态电解质体系,克服了传统晶态固态电解质结构和组分设计的限制,并基于此实现了宽温度内范围适用的高镍正极型全固态锂电池。

研究团队实现了宽温度范围稳定循环的高能量密度全固态锂电池。更为重要的是,团队成员验证了基于无定形氯化物构建的全固态锂电池的宽温度范围内的适用性:即在-10℃的冷冻环境中可实现高倍率(3.4 C)接近10000次的稳定运行。

孙学良教授等成功制备了基于LATP的固态电池

近日,西安大略大学孙学良教授与北京大学深圳研究生院杨卢奕副研究员合作提出了一项经济实惠的界面连接方法,为LATP基固态电池的制备带来了新思路。

研究团队采用了热脉冲烧结(TPS)技术,以成本效益的方式成功制备了LATP的固态电池。通过快速热脉冲,促使LATP纳米线有选择性地生长,填充了颗粒间空隙,显著提高了LATP的离子导电性。同时,这一过程形成了致密层(GCM),包括氧化石墨烯、碳纳米管和MXene,提供了可控的Li+传输通道,有助于优化锂的剥离和沉积。

此外,热脉冲还促进了LATP与LiCoO2阴极材料的界面融合,避免了不必要的相扩散。这使得采用LiCoO2阴极的固态电池在4.6V下表现出了良好的循环稳定性,为高能量密度固态电池领域带来了显著的进展。

哈佛大学李鑫实现固态电池实现室温快充/快放

哈佛大学李鑫副教授团队最近成功实现了固态全电池的快速动力学,通过在电池层级的设计,采用层状结构的电极复合材料。他们的设计在阴极方面实现了高面容量,在13~40 mA/cm2的高电流密度下能够稳定循环,产生5C至10C的倍率。

在阳极方面,他们的设计打破了传统规律,使电池在室温和5C充电率条件下能够快速循环使用超过4,000次。这项工作揭示的设计原理有助于理解电池装置中限制高阴极负载下快速循环的关键动力学过程,并加速高性能固态电池的设计。

王春生团队解决全固态电池锂枝晶生长问题

全固态锂金属电池因其高能量密度和安全性备受瞩目,然而锂枝晶生长问题限制了其大规模应用。为解决这一难题,美国马里兰大学帕克分校的王春生教授设计一种新型中间层(Li7N2I-碳纳米管中间层和Li7N2I-镁中间层),位于锂金属负极和电解质之间。

该中间层具备多孔、憎锂、混合离子电子导电的特性,促使锂金属在负极/中间层界面可逆析出和渗入,从而实现稳定高容量锂沉积/拔出。实验证明,中间层的特性,如憎锂性、电子和离子电导率以及孔隙率,是关键因素。

来源:集邦锂电整理

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