全固态电池迎来新突破

2024-07-24 09:27

7月23日，中科院之声官宣，中国科学技术大学开发出一种用于全固态电池的新型硫化物固态电解质，该材料在具有硫化物固态电解质固有优势的同时，相较其他硫化物固态电解质，成本更加低廉、更适合商业化。

图片来源：网页截图

此前的7月4日，来自中国科学报的报道称，中国科学技术大学教授马骋开发出一种用于全固态电池的新型硫化物固态电解质。该材料在具有硫化物固态电解质固有优势的同时，相较其他硫化物固态电解质，成本更加低廉、更适合商业化。相关研究成果近日发表于《德国应用化学》。

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据了解，固态电池主要有氧化物、硫化物、卤化物三大技术路线，其中，性能优异的硫化物最有希望实现全固态电池的实际应用。

然而，制约硫化物全固态电池量产的一个重要原因，在于成本：硫化物固态电解质的合成需要使用大量昂贵的硫化锂，其价格不低于每公斤650美元。研究人员曾试图通过多种方法降低硫化锂成本，但长期探索表明实现这一目标相当困难。

为此，马骋不再致力于降低硫化锂成本，而是开发了一种不以硫化锂作为原料的硫化物固态电解质——氧硫化磷锂。这种固态电解质以成本低廉的水合氢氧化锂和硫化磷为原材料合成，其成本仅为每公斤14.42美元，不到其他硫化物固态电解质原材料成本的8%，远低于每公斤50美元这一商业化要求，具有很强的成本竞争力。

氧硫化磷锂保留了硫化物固态电解质的独特优势，兼具极低的密度和良好的负极相容性，而这在氧化物和卤化物固态电解质中无法同时实现。氧硫化磷锂的密度仅1.7克每立方厘米，低于卤化物和氧化物固态电解质。此外，氧硫化磷锂与锂金属和硅都能良好相容；它和锂金属组成的对称电池能在室温下稳定循环超4200小时，而它和硅负极、高镍三元正极组成的全固态软包电池，在60度下循环200次后，仍具有89.29%的容量保持率。

马骋说：“我们的工作表明硫化物固态电解质的成本问题并非无解。氧硫化磷锂作为一种新材料，在性能上有望进一步提升，我们也在为此继续努力。”

专业人士称，由于氧硫化磷锂组成的全固态电池具有“出色的循环性能”，其发现对全固态电池商业化具有重要意义。

至此，可以大胆预测，随着技术的进步，车规级全固态电池时代，很快就会到来。