中科院固态电池新突破

2024-05-25 12:26:28·  来源:旺材锂电  
 

固态电池作为电池技术的前沿领域,拥有巨大的发展潜力。相较于传统液态电池,固态电池以其更高的能量密度、更好的安全性和更长的寿命而备受瞩目。传统液态电池虽然广泛应用于各个领域,但其本征安全问题及能量密度限制,已逐渐无法满足日益增长的市场需求。


固态电池的发展历史可追溯至20世纪中叶,随着固态物理学、无机化学等领域研究的深入,固态电池的研究逐渐兴起。进入21世纪,随着电动汽车市场的快速发展,对更高安全性和能量密度电池的需求日益迫切,固态电池研究进入了快车道。当前,固态电池已成为全球科研机构和企业竞相研发的热点。中科院在此领域也取得了新突破,成功研发出具有出色柔韧性的超薄硫化物固态电解质膜,为固态电池的商业化应用提供了有力支撑。这一突破不仅展现了我国在新能源科技领域的实力,也为全球能源结构的转型和可持续发展贡献了重要力量。

图片来源:中国科学院青岛生物能源与过程研究所官网


中科院在固态电池干法制备技术方面取得了令人瞩目的突破。该团队利用熔融黏结技术,成功制备出具有出色柔韧性的超薄硫化物固态电解质膜。在制备过程中,研究团队针对目前干法制备过程中各组分分散不均的问题,提出了低压力制备的熔融粘结策略。


在粘流态下,研究团队将低粘度的热塑性聚酰胺(TPA)与硫化物Li6PS5Cl进行预混,然后在较低的压力(≤5MPa)下进行热压成型。这一过程中,TPA在硫化物颗粒间隙渗透,构建了聚合物逾渗网络,实现了电解质膜的超薄化(厚度≤25μm),同时赋予了其优异的柔韧性、热塑性、可弯曲性和拉伸性。


这种新方法不仅简化了制备过程,提高了电解质膜的性能,还降低了生产成本。更重要的是,所制备的一体化全固态电池展现出了优异的界面稳定性和长循环性能。通过测试,该电池在适配不同负极材料的情况下,均展现出了出色的循环稳定性和容量保持率。


这一突破不仅为固态电池的商业化应用提供了有力支撑,也为全球能源结构的转型和可持续发展做出了重要贡献。中科院在固态电池干法制备技术方面的这一创新成果,无疑将引领固态电池技术向更高性能、更低成本的方向发展。


随着电动汽车、智能手机等电子产品对电池性能要求的不断提高,以及能源转型和可持续发展的迫切需求,硫化物全固态电池凭借其高能量密度、高安全性、长寿命等显著优势,逐渐成为行业内的焦点。


在市场需求方面,硫化物全固态电池的需求量持续增长。随着电动汽车市场的不断扩大和消费者对续航里程、安全性能要求的提高,硫化物全固态电池凭借其卓越的性能,成为了众多车企和电池制造商的首选。同时,随着政府对新能源汽车等绿色产业的扶持力度的加大,硫化物全固态电池的市场空间将进一步扩大。


在技术研发方面,硫化物全固态电池的技术瓶颈正在逐步被突破。中科院等科研机构在固态电池干法制备技术方面取得了重要突破,成功制备出具有出色柔韧性的超薄硫化物固态电解质膜,为硫化物全固态电池的商业化应用提供了有力支撑。此外,各大车企和电池制造商也在积极布局硫化物全固态电池的研发和生产,以抢占市场先机。


然而,目前硫化物全固态电池市场仍面临一些挑战。一方面,生产成本较高,限制了其在大规模商业化应用中的推广;另一方面,技术成熟度仍需进一步提高,以满足市场对高性能、高安全性电池的需求。未来,随着技术瓶颈的突破和成本的降低,硫化物全固态电池的市场前景将更加广阔。

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