您当前的位置:北极星储能网  >  储能材料 > 正文

AEM:全固态电池中硫化物电解质的设计思路与溶液处理工艺

北极星储能网  来源:能源学人    2018/5/7 10:18:16  我要投稿  

北极星储能网讯: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)。

原标题:AEM:全固态电池中硫化物电解质的设计思路与溶液处理工艺

北极星储能网官方微信

投稿联系:陈女士  13693626116  新闻投稿咨询QQ: 1831213786
邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星储能网声明:此资讯系转载自合作媒体或互联网其它网站,北极星储能网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
热点关注
【收藏】全国最新最全峰谷电价:14个地区价差超0.7元/kwh

【收藏】全国最新最全峰谷电价:14个地区价差超0.7元/kwh

7月2日,国家发改委印发《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》,明确指出加大峰谷电价实施力度,运用价格信号引导电力削峰填谷,利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制,促进储能发展。该政策的出台,意味着储能峰谷价差套利模式获得官方认可。紧随其后,江苏、陕西也相继出台配套政策,

>>更多

新闻排行榜

今日

本周

本月

关闭

重播

关闭

重播

关于北极星 | 广告服务 | 会员服务 | 媒体报道 | 营销方案 | 成功案例 | 招聘服务 | 加入我们 | 网站地图 | 在线帮助 | 联系我们 |

版权所有 © 1999- 北极星电力网(Bjx.Com.Cn) 运营:北京火山动力网络技术有限公司

京ICP证080169号京ICP备09003304号-2 京公网安备 11010502034458号电子公告服务专项备案

关闭

关闭