記者從北京大學(xué)了解到，該校材料科學(xué)與工程學(xué)院龐全全團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型玻璃相硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料，並採用該材料研制出具有優(yōu)異快充性能和超長循環(huán)壽命的全固態(tài)鋰硫電池。該研究為發(fā)展高比能、高安全、低成本的下一代動(dòng)力電池提供了一套新的技術(shù)方案。16日，相關(guān)研究成果在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，全球?qū)Ω弑饶?、長壽命電池的需求愈發(fā)強(qiáng)烈，而全固態(tài)電池具有較高的安全性與比能量，是未來車用動(dòng)力電池領(lǐng)域的重要突破方向。其中，全固態(tài)鋰硫電池由於其高比能量、較少的電解質(zhì)副反應(yīng)，及電池充電時(shí)不會(huì)發(fā)生釋氧現(xiàn)象，具有更高安全性，能夠滿足未來動(dòng)力電池市場的要求。然而目前，全固態(tài)鋰硫電池的倍率性能和循環(huán)壽命較差，如何讓這類電池實(shí)現(xiàn)快速且穩(wěn)定的全固態(tài)硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)，是全球科學(xué)家共同面臨的難題。

“快充性能和循環(huán)壽命是衡量全固態(tài)電池的重要標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)研究的突破在於，所開發(fā)的新型電解質(zhì)被賦予了除了導(dǎo)離子本身之外的新功能，通過電解質(zhì)的化學(xué)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們團(tuán)隊(duì)引入了含有氧化還原活性的碘元素，從而激活了傳統(tǒng)電池中難以進(jìn)行的兩相界面反應(yīng)，從底層實(shí)現(xiàn)快速固固硫反應(yīng)。”龐全全告訴記者，“這將原本大家一直頭疼的電解質(zhì)充電副反應(yīng)，通過材料和化學(xué)機(jī)制設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)化成了一種反而有益於氧化還原的介導(dǎo)反應(yīng)。這就好比未來的智能化自動(dòng)駕駛汽車，在實(shí)現(xiàn)代步基本功能前提下，既省去了長途駕駛的舟車勞頓，還能在車內(nèi)休息。”

“這也使得電池在快充性能上實(shí)現(xiàn)突破，相對(duì)於現(xiàn)有鋰離子電池小時(shí)級(jí)別充電能力與千次循環(huán)壽命，全固態(tài)鋰硫電池有望實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)快充及萬次循環(huán)充電?！饼嬋硎?，該研究所發(fā)現(xiàn)的新材料與新機(jī)制，對(duì)於拓展全固態(tài)電池的性能邊界具有重要意義，也為全固態(tài)鋰硫電池技術(shù)帶來新發(fā)展契機(jī)。該成果將在下一代汽車動(dòng)力電池、低空飛行動(dòng)力、高端電子電池等多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 （記者晉浩天）

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