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3.新型易溶的超离子导体LiI-Li4SnS4用于固态锂离子电池电解质
锂离子电池燃烧是当今锂离子电池最大的安全问题,而燃烧和放热的主体是可燃性的锂离子电池有机电解液溶剂,因此开发全固态锂离子电池有望实现真正的“不燃烧锂电池”。无机固态电解质因其能保持电池较高的能量密度以及适合大规模生产,是锂离子电池固态电解质的重要组成部分。目前研究较多的是具有优良导离子能力的硫化物(Li10GeP2S12(LGPS),Li3P7S11和Li6PS5X等)。尽管这类硫化物具有良好的离子传导率,但是在制备大体积的全固态锂离子电池时固态电解质与活性物质之间难以充分接触,致使难以发挥其良好的离子传导能力,倍率性能大打折扣。
最近,韩国蔚山国家科学技术研究所与布鲁克文国家实验室联合开发了一种新型的可溶性固态锂离子电解质LiI-Li4SnS4,由于LiI-Li4SnS4可以溶于无毒的甲醇有机溶液,因此可以使用简单有效的液相包覆方法使该固态离子电解质均匀包覆在正极材料LiCoO2表面,这种方法可以大大增加电解质与活性材料的接触面积,从而能够降低固态锂离子电池的内阻,减少极化,提高电池容量和倍率性能。
这种新型的固态电解质易溶,无毒,可用于液相包覆工艺并利于大规模生产,该技术有望促进固态锂离子电池的商业化进程。
4.三维渗透的网状电极搭建高能量密度和高功率密度钠离子电池
众所周知,储能电池具有较高的能量密度但是只有相对较低的输出功率密度,而超级电容器具有极高的输出功率却欠缺高能量的特点,但是目前的研究表明,尽管两者的储能原理上有一定的区别,但是在能量和功率密度上的界限越来越模糊。有研究表明,使用石墨烯做的超级电容器最高能量密度可达41Wh/kg,接近传统铅酸电池的水平,还有部分赝电容器可以实现超快速的氧化还原反应,比电容可达到2000F/g。在锂离子电池和钠离子电池中,零应变材料Li4Ti5O12,NASICON结构的Li3V2(PO4)3和Na3V2(PO4)3都具有快速充放电的输出性能。
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固态钠电池兼具资源丰富、安全性高、比能量高等优势,被认为是最有应用前景的新型储能技术之一。然而,固态钠电池中在应用中面临诸多挑战,Na金属负极与固态电解质之间的固-固接触导致高界面电阻和Na枝晶的形成,降低了Na的利用率,并损害了电池的循环稳定性;商业化制造的钠箔的厚度一般在50m以上,较
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