一直以來，固態(tài)電池普遍被認為會改變電動汽車的游戲規(guī)則，因為它有諸多優(yōu)點，比如減少充電時間、增加能量密度、降低目前液電解質鋰電池的火災風險等，幾乎突破了目前鋰電池的所有瓶頸。然而，因為固態(tài)電池通常制造比較困難，而且生產成本較高，直接限制了其大規(guī)模商用。
全固態(tài)鋰電池是一種利用固態(tài)電解質代替液態(tài)電解質的鋰電池，具有安全性高、能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，被認為是未來新能源汽車和儲能領域的顛覆性技術。目前全固態(tài)鋰電池的核心難題是如何找到一種既能保證高效傳導鋰離子，又能實現良好的可變形性和低廉的成本的固態(tài)電解質材料。
馬教授團隊發(fā)現了一種新型的氧氯化物固態(tài)電解質氧氯化鋯鋰，綜合性能與目前最先進的硫化物、氯化物固態(tài)電解質相當。它的室溫離子電導率高達 2.42 mS/cm，超過了應用所需要的 1 mS/cm，并且在目前報道的各類固態(tài)電解質中位居前列。
據悉，該固態(tài)電解質良好的可變形性使材料在 300 Mpa 的壓力下能達到 94.2% 致密，可以很好地滿足應用需求，也優(yōu)于以易變形性著稱的硫化物、氯化物固態(tài)電解質(同等壓力下不足 90% 致密)。
重要的是，其原材料成本僅為 7 美元/kg，遠低于目前最具成本優(yōu)勢的固態(tài)電解質氯化鋯鋰(10.78 美元/kg)，并且不到硫化物和稀土基、銦基氯化物固態(tài)電解質的 4%。該研究成果已經在國際權威期刊《自然?通訊》上發(fā)表，審稿人表示很有新意和原創(chuàng)性，同時覺得該電解質材料有前景，有益于固態(tài)電池技術的商業(yè)化。
實驗證明，由氧氯化鋯鋰和高鎳三元正極組成的全固態(tài)鋰電池展示了極為優(yōu)異的性能：在 12 分鐘快速充電的條件下，該電池仍然成功地在室溫穩(wěn)定循環(huán) 2000 圈以上。研究人員介紹，氧氯化鋯鋰是一種具有巨大潛力和應用價值的固態(tài)電解質材料，能夠以極低的成本實現與目前最先進的固態(tài)電解質相近甚至超越的性能，對于推動全固態(tài)鋰電池的產業(yè)化發(fā)展具有重要意義。
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