#全固态电池# 【科学家开发新型低成本固态电解质,全固态电池12分钟快充实现稳定循环超2000次】
一直以来,性能和成本是限制全固态锂电池商业化发展的局限因素。要想实现安全、高能量密度的全固态锂电池的商业化,首先需要找到合适的固态电解质,而符合实际应用需求的固态电解质至少需要具备三个特质。
即高离子电导率(室温下超过 1mS cm-1),低成本(不高于 $50/kg),易变形性(250-350MPa 下达到 90% 以上致密)。但是目前,常用的固态电解质都无法同时满足以上要求。
氧化物一般是脆性陶瓷,无法满足易变形性的要求。而具备高离子电导率的硫化物和氯化物尽管能展示良好的可变形性,但是它们却需要使用极其昂贵的硫化锂或稀土氯化物进行合成,因此成本普遍高于 $190/kg,远远高于前文提到的 $50/kg 这一适合商业化的阈值。
在之前报道的固态#电解质# 材料中,只有氯化锆锂能满足低成本的要求,但它的离子电导率远不足以满足固态电解质的实际应用需求。
基于此,#中国科学技术大学# 马骋教授团队从氧氯化物着手,设计并合成了一种氧氯化物固态电解质——氧氯化锆锂(Li1.75ZrCl4.75O0.5),以远低于其它已报道固态电解质的成本实现了和目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相近的性能。
该团队对成本进行了预估。若以水合氢氧化锂、氯化锂、氯化锆为原材料进行合成,其成本约 $11.60/kg;若以水合氧氯化锆、氯化锂、氯化锆为原材料进行合成,则成本可下降至 $7/kg,远低于商业化成本 $50/kg 的阈值,甚至也低于之前报道的最低成本的固态电解质氯化锆锂($10.78/kg)。
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