固態鈉金屬電池新突破:大連化物所研製出新型電解質

2020-12-14 IT之家

IT之家12月7日消息 中科院 11 月 30 日發布消息,稱大連化學物理研究所的研究團隊發展出一種 「高室溫離子電導率的光聚合凝膠準固態電解質」,可以用於高倍率、長壽命的納金屬固態電池。該種電池有著 55 mAh/g 的可逆放電容量,與主流鋰電池類似,同時具備優異的安全性能,以及遠超當前鋰電池的循環壽命表現。該種電池在 5 庫倫的大電流快充下,仍可以保持1000次循環壽命。

IT之家了解到,鈉元素在自然界中分布廣泛,使用成本更低,在鋰離子電池發展遇到瓶頸的今天,採用納金屬製作電池是目前研發的一個方向。根據中科院消息,「鈉元素具有與鋰相似的特性,使鈉離子電池成為一種具有競爭力的電化學儲能器件。」但是鋰離子目前使用的石墨負極材料不適用於鈉離子電池,因此需要研發滿足鈉離子特性的理想負極材料。

在這項研究中,研究人員通過光聚合策略製備出一種新型的高離子電導率聚合物,即乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)基準固態電解質,並以此構建出高能量密度、高倍率、長循環固態鈉金屬電池。這種材料能夠有效抑制鈉枝晶的生長(枝晶會導致電池容量下降,甚至短路)。這種材料應用於納金屬電池,表現出了出色的能量密度以及大電流下的循環性能,在 5 C 的倍率下循環 1000 次,仍可保持 97% 的容量。

不僅如此,此種納金屬軟包電池還表現出優異的穩定性、柔韌性和安全性能。在實驗室中,研究人員對電池進行一次、兩次摺疊,並重新展開,甚至直接切除一半,電池依舊完好輸出電流,沒有起火爆炸。

這項研究是中國科學院大連化學物理研究所,催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與能源應用研究組研究員吳忠帥團隊研發的。該研究工作得到國家重點研發計劃、中科院潔淨能源創新研究院等的支持。中科院表示,該研究為發展室溫高能密度柔性固態鈉金屬電池提供了新方向。

IT此前報導:中科海鈉:全球首款完全自主研發鈉離子電池實現量產,表明了我國鈉離子電池的發展已經得以應用,在國際上處於領先地位。

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    我們都知道傳統鋰電池,是由正極、隔膜、負極,再灌上電解液製造而成,而固態鋰電池,簡單來說就是電池裡面沒有氣體、液體,所有材料都以固態形式存在,用固態電解質代替隔膜和電解液。據悉,目前有三種主流固態電解質,聚合物、氧化物、硫化物。而豐田所走的技術路線採用的固態電解質便是硫化物,這種固態電解質各項參數都不錯,電導率較高,接近電解質,而且界面較為穩定。
  • 又聞量產,全球聚焦的固態電池要來了嗎?
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  • 固態電池即將商用,其他動力電池新技術進展如何?
    根據中科院物理所研究員李泓的介紹,原位固化是物理所的成果,他們的核心理念是,通過注液保持良好的電解質與電極材料的原子級接觸,之後通過化學或電化學反應,將液體電解質部分或全部轉換為固體電解質,綜合平衡高電壓、安全性、鋰枝晶、體積膨脹和接觸內阻等問題。
  • 業內人士認為全固態電池產業化為時尚早
    根據蔚公布的技術細節,該固態電池採用3種新工藝:原位固化固液電解質、無機預鋰化矽碳負極、納米級包覆超高鎳正極。 公開資料顯示,寧德時代在「矽碳負極」和「高鎳正極」工藝領域已有一定技術儲備。2019年3月,寧德時代宣布,其研發團隊攻克了高鎳三元材料及矽碳負極材料等關鍵核心技術,率先開發出能量密度達304Wh/kg的電池樣品。
  • 固態電池即將商用,其他動力電池新技術進展如何?|蔚來|鋰硫電池|...
    2021年1月9日,國軒高科第十屆科技大會第二天,中科院物理所研究院李泓、廈門大學教授董全峰和中國科學技術大學教授陳春華就對上述三種技術的進展狀況進行了闡述。1固態電池有望率先量產蔚來日上,蔚來透露,採用的固態電池採用了原位固態化技術。
  • 「固態電池」將成鋰電行業顛覆者,產業鏈上都有哪些投資機會?
    分類  按照電解質材料的選擇,固態電池可以分為聚合物、氧化物、硫化物三種體系電解質。其中,聚合物電解質屬於有機電解質,氧化物與硫化物屬於無機陶瓷電解質;按照正負極材料的不同,固態電池還可以分為固態鋰離子電池(沿用當前鋰離子電池材料體系,如石墨+矽碳負極、三元正極)和固態鋰金屬電池(以金屬鋰為負極)。
  • 合眾與清陶達成合作 共同推進固態電池研發
    來源:中國網汽車中國網汽車6月9日訊 記者日前從官方獲悉,浙江合眾新能源汽車有限公司(簡稱「合眾」)與清陶(崑山)能源發展有限公司(簡稱「清陶」)達成深度合作,共同推進固態電池的研發與應用。據悉,根據戰略合作,雙方將以推動固態動力電池裝車應用為核心原則,充分發揮固態動力電池技術潛力,加快固態動力電池整車驗證與測試。清陶將作為合眾唯一的固態動力電池合作夥伴,為合眾提供高安全固態動力電池解決方案。據介紹,固態電池作為未來電池技術的發展方向之一,具備高能量密度、高安全、體積小、重量輕、製造成本低等諸多優勢。
  • 固態電池是後鋰電時代的必經之路
    我們所期待的動力電池技術革命,似乎馬上就要來了。不過,最「靠譜的」固態電池,但它依舊充滿了技術挑戰。 之所以今天會選擇這樣的一個話題,也是因網友們的一句話,現在新能源車型採用動力電池為何始終徹底解決不了安全性以及電池老化、壽命短等問題。 那一直傳的神乎其神的固態電池到底有何優勢之處呢?為何現在也沒能實現?