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中科院固態(tài)電池新突破

2024-05-25 12:26:28·  來源：旺材鋰電  
　

固態(tài)電池作為電池技術的前沿領域，擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。相較于傳統(tǒng)液態(tài)電池，固態(tài)電池以其更高的能量密度、更好的安全性和更長的壽命而備受矚目。傳統(tǒng)液態(tài)電池雖然廣泛應用于各個領域，但其本征安全問題及能量密度限制，已逐漸無法滿足日益增長的市場需求。


固態(tài)電池的發(fā)展歷史可追溯至20世紀中葉，隨著固態(tài)物理學、無機化學等領域研究的深入，固態(tài)電池的研究逐漸興起。進入21世紀，隨著電動汽車市場的快速發(fā)展，對更高安全性和能量密度電池的需求日益迫切，固態(tài)電池研究進入了快車道。當前，固態(tài)電池已成為全球科研機構(gòu)和企業(yè)競相研發(fā)的熱點。中科院在此領域也取得了新突破，成功研發(fā)出具有出色柔韌性的超薄硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜，為固態(tài)電池的商業(yè)化應用提供了有力支撐。這一突破不僅展現(xiàn)了我國在新能源科技領域的實力，也為全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展貢獻了重要力量。

圖片來源：中國科學院青島生物能源與過程研究所官網(wǎng)


中科院在固態(tài)電池干法制備技術方面取得了令人矚目的突破。該團隊利用熔融黏結(jié)技術，成功制備出具有出色柔韌性的超薄硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜。在制備過程中，研究團隊針對目前干法制備過程中各組分分散不均的問題，提出了低壓力制備的熔融粘結(jié)策略。


在粘流態(tài)下，研究團隊將低粘度的熱塑性聚酰胺（TPA）與硫化物Li6PS5Cl進行預混，然后在較低的壓力（≤5MPa）下進行熱壓成型。這一過程中，TPA在硫化物顆粒間隙滲透，構(gòu)建了聚合物逾滲網(wǎng)絡，實現(xiàn)了電解質(zhì)膜的超薄化（厚度≤25μm），同時賦予了其優(yōu)異的柔韌性、熱塑性、可彎曲性和拉伸性。


這種新方法不僅簡化了制備過程，提高了電解質(zhì)膜的性能，還降低了生產(chǎn)成本。更重要的是，所制備的一體化全固態(tài)電池展現(xiàn)出了優(yōu)異的界面穩(wěn)定性和長循環(huán)性能。通過測試，該電池在適配不同負極材料的情況下，均展現(xiàn)出了出色的循環(huán)穩(wěn)定性和容量保持率。


這一突破不僅為固態(tài)電池的商業(yè)化應用提供了有力支撐，也為全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻。中科院在固態(tài)電池干法制備技術方面的這一創(chuàng)新成果，無疑將引領固態(tài)電池技術向更高性能、更低成本的方向發(fā)展。


隨著電動汽車、智能手機等電子產(chǎn)品對電池性能要求的不斷提高，以及能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的迫切需求，硫化物全固態(tài)電池憑借其高能量密度、高安全性、長壽命等顯著優(yōu)勢，逐漸成為行業(yè)內(nèi)的焦點。


在市場需求方面，硫化物全固態(tài)電池的需求量持續(xù)增長。隨著電動汽車市場的不斷擴大和消費者對續(xù)航里程、安全性能要求的提高，硫化物全固態(tài)電池憑借其卓越的性能，成為了眾多車企和電池制造商的首選。同時，隨著政府對新能源汽車等綠色產(chǎn)業(yè)的扶持力度的加大，硫化物全固態(tài)電池的市場空間將進一步擴大。


在技術研發(fā)方面，硫化物全固態(tài)電池的技術瓶頸正在逐步被突破。中科院等科研機構(gòu)在固態(tài)電池干法制備技術方面取得了重要突破，成功制備出具有出色柔韌性的超薄硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜，為硫化物全固態(tài)電池的商業(yè)化應用提供了有力支撐。此外，各大車企和電池制造商也在積極布局硫化物全固態(tài)電池的研發(fā)和生產(chǎn)，以搶占市場先機。


然而，目前硫化物全固態(tài)電池市場仍面臨一些挑戰(zhàn)。一方面，生產(chǎn)成本較高，限制了其在大規(guī)模商業(yè)化應用中的推廣；另一方面，技術成熟度仍需進一步提高，以滿足市場對高性能、高安全性電池的需求。未來，隨著技術瓶頸的突破和成本的降低，硫化物全固態(tài)電池的市場前景將更加廣闊。

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