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中国科学家创世界纪录!“下一代电池”有戏了

作者: admin 来源:中国科学报 时间:2022-01-11

[摘要]作为目前电池领域的“主力”,全固态锂离子电池正面临能量密度有限、伴随锂枝晶的安全隐患、锂元素原料供应紧缺等多重挑战。谁将是“下一代电池”的有力竞争者?全固态氟离子电池有望成为一股“新势力”。

作为目前电池领域的“主力”,全固态锂离子电池正面临能量密度有限、伴随锂枝晶的安全隐患、锂元素原料供应紧缺等多重挑战。谁将是“下一代电池”的有力竞争者?全固态氟离子电池有望成为一股“新势力”。

近日,中国科学技术大学教授马骋团队设计出一种新型氟离子固态电解质——钙钛矿氟离子导体,首次实现室温下全固态氟离子电池的稳定长循环,在25℃下持续充放电4581小时后,容量没有发生显著衰减。相关研究成果日前发表于Small。

这一成果创造了全固态氟离子电池领域循环时间最长、容量保持率最高的世界纪录,让人们看到未来电池多元化发展的希望。

将“不可能”变“可能”

“这一成果最重要的意义在于它是一种‘从0到1’的突破。”马骋介绍,由于缺乏合适的电解质,氟离子电池在很长一段时间内并不被业界看好,相关研究也极其稀少,而新型固态电解质的发现则将“不可能”变成了“可能”。

3年前,《科学》曾报道过一种可以传输氟离子的有机液态电解质,被誉为是氟离子电池“里程碑”式的工作。但由其组成的氟离子电池在室温下仅实现不到10个循环的稳定充放电,因此离实际应用还存在较大距离。

马骋介绍,构筑可传输氟离子的液态电解质极其困难,即便成功也存在安全隐患。如果能使用不可燃的无机固态电解质构筑全固态电池,毫无疑问将更有实用价值。

但是,这一技术路线颇具挑战——氟离子固态电解质的离子电导率大多偏低,只能在高温下工作;少数全固态氟离子电池