新型固态电解质材料锂电池材料问世

中国科学技术大学的马骋教授团队把困扰全固态锂电池发展的核心难题给解决了。因为全球都在搞能源转型,新一代储能技术已经变成了各国科技竞争的重点。大家都觉得全固态锂电池既安全又能量大,应该是下一代动力电池的主流方向。可是以前那些固态电解质和电极材料硬碰硬,界面阻抗大,循环稳定性差,根本没法商业化。以前想办法用几十上百兆帕的压力去维持接触,这在实际生产中根本行不通,简直是个难以逾越的鸿沟。为了突破这个世界性难题,马骋团队搞了个创新,从材料的根本上动手脚,成功搞出了一种新型的固态电解质材料——锂锇铝氯氧。这事儿最近在《自然-通讯》上发表了,说明我们在这个领域取得了重要进展。 研究结果显示,这种新材料在力学性能上有了革命性突破。它的杨氏模量只有主流硫化物固态电解质的25%,硬度也不到后者的10%,特别柔软还能变形。这就意味着它能用很小的压力就能跟电极材料牢牢粘在一起,解决了充放电时体积变化导致的分离问题。实验证明,用这种材料做电池只需要5兆帕的压力就能稳定循环几百次。5兆帕这个压力和现有的液态锂电池制造工艺差不多,工厂设备完全能轻松搞定。除了软硬结合得好,这种材料的导电性能也不错。 更重要的是成本控制得特别好。他们用到了四氯化锇这种原料很便宜还到处都能买得到,算下来整体成本能控制在主流硫化物方案的4%以内。低成本加上高性能让它很适合大规模生产。而且这种材料是粉末状的,跟现有的卷对卷生产工艺兼容得很好,不用大改生产线。业内专家说这成果的价值在于给大家指了条路,告诉我们只要设计出既有柔韧性又有刚性的电解质就能解决界面问题。这打破了以前“高性能就得高成本”的老思路。 这次突破不光提升了咱们国家在下一代电池竞赛里的竞争力,还能保障能源安全、推动新能源汽车发展和构建新型电力系统。以后要是产学研合作更深入一点,这项自主知识产权的技术肯定能带领储能产业走向安全高效的新阶段。