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7月3日,，來自中國科學報的報道稱,，中國科學技術大學教授馬騁開發(fā)了一種新型固態(tài)電解質,，它的綜合性能與目前最先進的硫化物,、氯化物固態(tài)電解質相近,，但成本不到后者的4%，適合進行產(chǎn)業(yè)化應用,。
該成果已于6月27日發(fā)表在國際著名學術期刊《自然-通訊》上,。
公開資料顯示，為了滿足實際應用需求,，全固態(tài)鋰電池的固態(tài)電解質至少需要同時具備三個條件：
高離子電導率（室溫下超過1毫西門子每厘米）,； 良好的可變形性（250-350兆帕下實現(xiàn)90%以上致密）； 足夠低廉的成本（低于50美元每公斤）,。
目前被廣泛研究的氧化物,、硫化物、氯化物固態(tài)電解質,，以現(xiàn)有技術都無法同時滿足上述條件,。例如，氧化物作為脆性陶瓷,，普遍不具備可變形性,；硫化物和大部分氯化物則成本高昂，至少在200美元每公斤的量級,；氯化鋯鋰的離子電導率遠低于1毫西門子每厘米,。
據(jù)悉，馬騁教授在研究中不再聚焦于上述氧化物,、硫化物,、氯化物中的任何一種,，而是轉向氧氯化物，設計并合成了一種新型固態(tài)電解質——氧氯化鋯鋰,。 氧氯化鋯鋰具有很強的成本優(yōu)勢,，如果以水合氫氧化鋰、氯化鋰,、氯化鋯進行合成,，它的原材料成本僅為11.6美元每公斤，很好地滿足了上述50美元每公斤的要求,。而如果以水合氧氯化鋯,、氯化鋰、氯化鋯進行合成,，氧氯化鋯鋰的成本可以進一步降低到約7美元每公斤,，遠低于目前最具成本優(yōu)勢的固態(tài)電解質氯化鋯鋰（10.78美元每公斤），并且不到硫化物和稀土基,、銦基氯化物固態(tài)電解質的4%,。
在具備極強成本優(yōu)勢的同時，氧氯化鋯鋰的綜合性能與目前最先進的硫化物,、氯化物固態(tài)電解質相當,。它的室溫離子電導率高達2.42毫西門子每厘米，超過了應用所需要的1毫西門子每厘米,，并且在目前報道的各類固態(tài)電解質中位居前列,。與此同時，它良好的可變形性使材料在300兆帕壓力下能達到94.2%致密,，可以很好地滿足應用需求,，也優(yōu)于以易變形性著稱的硫化物、氯化物固態(tài)電解質（同等壓力下不足90%致密）,。
圖片來源：中國科技大學官網(wǎng)
實驗證明,，由氧氯化鋯鋰和高鎳三元正極組成的全固態(tài)鋰電池展示了極為優(yōu)異的性能：在12分鐘快速充電的條件下，該電池仍然成功地在室溫穩(wěn)定循環(huán)2000圈以上,。
研究人員介紹,，氧氯化鋯鋰能以目前最低的成本實現(xiàn)和當下最先進的硫化物、氯化物固態(tài)電解質相近的性能,，對全固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化具有重大意義,。 | 
發(fā)表于 2023-7-6 11:03:07
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