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发展高能量密度、长循环寿命、安全性高的的储能技术具有重大的社会与经济效益。相比于采用有机电解液的传统锂离子电池,无机固体电解质材料具有机械强度高,不含易燃成分,安全性能好,能量密度高等特点。其中,硫化物固体电解质因为具有较高的离子电导率与良好的柔性等优点,是全固态电池中极具前景的电解质材料。然而,全固态电池产业化的过程仍然面临诸多问题,例如固态电解质在室温条件下离子电导率不高,固态电解质与正负极之间界面阻抗较大,电解质材料电化学稳定性不好。因此,设计开发具有高室温离子电导率,化学稳定性好的固态硫化物电解质,实现电解质材料与正负极界面的优化与控制,是提升全固态电池性能的关键。
【成果简介】
韩国汉阳大学Yoon SeokJung 教授(通讯作者)与美国马里兰大学莫一非教授(通讯作者)等研究人员的进展报告“ Design Strategies, Practical Considerations, and New Solution Processes of Sulfide Solid Electrolytes for All-Solid-State Batteries”发表在Advanced Energy Materials(影响因子:16.72)。这篇文章阐述了使用先进实验与理论计算相结合的手段,研究固态锂硫电解质中锂离子输运机理,电化学稳定性及正负极材料的界面稳定性的最新进展,并以此为基础,提出设计具有高室温电导率,优异稳定性的固态电解质的相关策略。此外,为了解决全固态电池实际应用中因粉末状固体电解质与电极活性材料接触不活跃,而导致界面阻抗较大等现实挑战。这篇文章报告了使用溶液处理法制备固态电解质与电极材料,实现电解质与正负极界面优化与控制的前沿动态。相比于传统干混工艺制备全固态电池,这种新兴的溶液处理方法,可以大幅度提升固态电解质与电极活性材料的有效接触面积,降低界面阻抗,使全固态锂离子电池的容量、循环与倍率性能都得到很大提升。这项新兴工艺的成熟,将加快固态锂电池商用化的进程。这篇文章也介绍了新一代钠离子电池中钠硫电解质材料的研究进展与设计思路,指出溶液处理法是提升全固态钠离子电池性能的发展方向。该进展报告的共同第一作者是 Kern Ho Park博士与马里兰大学在读博士生柏强。
图1. 构建四元相图设计具有高室温电导率的固态锂硫电解质。
图2. 使用理论计算方法理解并提升固态电解质材料的倍率与稳定性能。(a) 锂离子在阴离子组成的体心立方与面心立方晶胞中的扩散机制与扩散势垒。(b) 离子协同扩散对于扩散势垒影响的示意图。(c) 常见固态锂电池材料的电化学稳定性范围。(d) 不同锂化学势下,LGPS的稳定分解产物。
图3. 新兴溶液处理法制备固态电解质颗粒与传统机械研磨、液相制备法的对比示意图。
图4. (a) 使用溶液处理法制备大规模全固态锂电池的示意图,以及相关表征(b) 与电池性能测试结果(c-d)。
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日前,恩力动力和软银公司成功开发出使用硫化物固态电解质及锂金属负极的全固态锂金属电池,成功制作了安时级(1-10Ah)ASSB电芯,其实测能量密度达到300Wh/kg。此次发布的全固态电池是100%使用硫化物基固态电解质,完全不含有机液体电解质,可望彻底解决燃爆、漏液等传统锂离子电池的固有问题。另外,
据日经中文网消息,日本大阪公立大学开发出了用于制造全固态电池的固态电解质的新材料,在不使用资源分布不均的稀有金属锗的前提下,达到了纯电动汽车(EV)所需的部分性能。虽然此前就有以相同材料研发的固态电解质,但本次研究改进了结晶结构,使其电导率提高至之前的1万倍。
据韩国《NEWS1》7月24日报道,调查机构SNEResearch19日发表《锂离子电池(LIB)市场带来的隔膜市场变化展望》报告称,到2030年,LIB的供应量将由现在的687千兆瓦时(GWh)增加至2934千兆瓦时,在电池市场占有率将达到95%以上。与之相反,全固态电池供应量到2030年将仅为131千兆瓦时,市场占有率预计只
北极星储能网获悉,11月8日,华阳集团万吨级钠离子电池正负极材料项目厂房顺利封顶,项目建设取得阶段性成果,对项目早日投产具有重要意义。万吨级钠离子电池正负极材料项目是我国首个万吨级钠离子电池材料项目,是我省2023年“三个一批”重点工程之一,是华阳集团践行“双碳”目标,落实省委省政府决
北极星储能网获悉,10月27日,湖南省工信厅发布了《湖南省工业企业扩能升级重点项目(第一批)》的通知,共计150个项目。其中包括湖南镕锂新材料科技有限公司的镕锂新材年产5万吨高端锂离子电池负极材料项目、湖南领湃新能源科技有限公司锂离子动力电池(2.4Gwh)建设项目等新能源汽车动力电池及储能电
近日,深圳鑫茂新能源技术股份有限公司完成数亿元C轮融资。本轮融资由中化资本领投,老股东追加,华安嘉业、瑞兆资本、世嘉闻华等机构跟投。融资资金将用于研发投入、市场拓展、产能提升,持续提升公司在新能源行业的竞争优势。深圳鑫茂新能源技术股份有限公司(简称“深圳鑫茂新能源”)成立于2015年
北极星储能网获悉,7月31日,安徽省蚌埠市发展和改革委员会针对民建提出的关于加快布局新能源电池产业助力我市实现碳达峰碳中和的提案做出答复。其中提到,围绕动力电池和储能电池形成包含全部中游产业和下游应用端的高端储能产业链,重点发展锂电池正负极材料、隔膜材料、电解液、电池PACK等产品,关
北极星储能网获悉,7月26日内蒙古锡林郭勒盟发布《2023年锡林郭勒盟国民经济和社会发展计划》。其中提出要依托大型风光基地配套储能电站项目建设,推动一批储能电池、锂离子电池正负极材料项目开工建设,构建从矿产资源到地面储能站的全产业链储能产业。原文如下:锡林郭勒盟行政公署关于下达2023年全
7月13日,河北衡水市政府发布《衡水市新型材料产业集群发展行动方案(2023—2027年)》。《方案》提出,重点打造高性能复合材料、新型功能材料、新型化工材料、新型金属材料四大产业。新型化工材料产业:依托衡水高新技术产业开发区、冀州高新技术产业开发区、深州经济开发区、故城经济开发区、景县高
6月8日贝特瑞近期接受调研时表示,公司在钠离子电池正负极材料领域均有布局,已通过国内部分客户认证,实现吨级以上订单,具备了量产供货条件;目前,公司推出的“探钠350”负极材料比容量可达350mAh/g,首次充放电效率达90%,贝钠-O3B正极材料比容量可达145mAh/g,压实密度大于3.4g/cc。未来,公司将
由中国化学与物理电源行业协会主办的第十五届深圳国际电池技术交流会/展览会(CIBF2023)于2023年5月16-18日在深圳国际会展中心盛大举行。过去一年,我国经济发展遇到国内外多重超预期的因素冲击,但新能源行业成为国内诸多行业发展不景气背景下最亮眼的星。借助产业全面复苏的趋势,CIBF2023活力迸发、
4月26日,华阳集团召开万吨级钠离子电池正负极材料生产线建设项目可研评审会,邀请专家学者从技术的可行性、项目的必要性、投资的经济性及风险性等方面把脉会诊,并通过项目可研报告。
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