半固態(tài)鋰硫電池性能得到提高

導(dǎo)讀：新加坡的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種可以生產(chǎn)出高度穩(wěn)定的半固態(tài)鋰硫電池的電解質(zhì)，使得半固態(tài)鋰硫電池性能得到提高。

新加坡NBL實(shí)驗(yàn)室的研究人員設(shè)計(jì)了一種混合的固態(tài)電解質(zhì)，該電解質(zhì)具有一種液體注入的多孔膜，這種多孔膜比其他替代品具有更高的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。

半固態(tài)鋰硫電池電解質(zhì)想法來源

根據(jù)之前對固態(tài)電池的研究顯示，盡管固態(tài)電池的安全性能有所改善，但會導(dǎo)致電極和電解質(zhì)接觸不良，又因?yàn)殡x子導(dǎo)電性有限，從而抑制了性能。由此產(chǎn)生了一種折中的方法——混合的固體電解質(zhì)。NBL 的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的這種混合的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)，它包括由 Li7La3Zr2O12 （LLZO）薄片制成的液體注入多孔膜。該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種制造 LLZO 薄片的新方法，用于構(gòu)建電解質(zhì)的框架。他們將這種制作 3d 片架構(gòu)的方法稱為 " 紙杯蛋糕法 "。

半固態(tài)鋰硫電池性能特點(diǎn)

為了克服固體元件的高電阻對電池性能的限制，重新設(shè)計(jì)了固體成分的微觀結(jié)構(gòu)，消除了電解質(zhì)泄漏，混合的固體電解質(zhì)包括液體和固體成分，這既能獲得更安全的電池，又能保持良好的性能。采用 NBL 新型電解液制成的鋰硫電池具有容量大、充放電速度快等優(yōu)點(diǎn)，穩(wěn)定了電池的性能。在試驗(yàn)中，新型電解質(zhì)在 1．5 mg／cm2 的負(fù)載密度下，獲得了顯著的速率能力（分別在 1 ℃和 2C ℃下～515 和～340 mAh／g）。這是鋰硫混合準(zhǔn)固體電池所能達(dá)到的最高性能之一。研究人員稱，這種材料可以在保持鋰電池高性能的同時(shí)提高其防火安全性。

半固態(tài)鋰硫電池接近商業(yè)化

研究人員認(rèn)為，他們開發(fā)的這種電解質(zhì)解決了穩(wěn)定性和安全性問題，同時(shí)保持了商業(yè)上的可行性。目前，NBL 團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)新型鋰離子、鋰硫和鋰固態(tài)電池，以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

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