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科研动态|科研人员在固态电池领域取得重要进展
2020-04-14 10:08:58

固态锂电池具有高安全性、高能量密度、长循环寿命和回收方便等优点,被认为是下一代革命性的电池技术,已成为电池研究领域的前沿和热点。在诸多固态电池材料体系中,NASCION型固态电解质具有锂离子电导率高、化学稳定性高、电化学窗口宽及成本相对较低等优点,具有推动高容量固态电池实用化的巨大潜力。然而,NASCION型固态电解质对金属锂负极的化学稳定性差和界面阻抗高严重阻碍其在固态全电池中的实际应用。                                             

针对这一科学问题,西安交通大学宋江选教授与瑞典查尔莫斯理工大学Aleksandar Matic教授合作,提出了一种全新的界面改性策略。该工作在固态电解质和金属锂负极之间设计一种由固态电解质纳米颗粒和离子液体电解液复合而成的多功能界面层,在电池负极侧形成低阻抗、高稳定性和高安全性的界面,从而显著实现固态电池电化学性能大幅度跃升。该界面中间层的离子液体电解质具有高安全性和对锂化学稳定性好等特点,同时固态电解质纳米颗粒可以匀化锂离子在电极表面扩散通量从而抑制锂枝晶生成。基于上述策略制备的固态全电池库伦效率和循环寿命得到明显提高。本工作为NASCION型固态电解质在高能量密度电池中的实用化研究提供了一种新思路。

近日,该研究成果以NASCION基固态锂电池多功能中间层设计(Design of a Multifunctional Interlayer for NASCION‐Based Solid‐State Li Metal Batteries)为题发表在国际材料领域权威期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上西安交通大学金属材料强度国家重点实验室为本文的第一通讯单位,第一作者为熊仕昭博士和博士生刘洋洋,宋江选教授为共同通讯作者。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202001444

与此同时,课题组在固态电池锂金属负极和高比容钾离子电池负极材料领域也连续取得新进展,相关研究成果分别发表在国际知名期刊Small(2020, DOI: 10.1002/smll.201906595, 影响因子10.85)和中国卓越期刊《中国科学:材料科学》(SCIENCE CHINA Materials, 2020, DOI: 10.1007/s40843-019-1277-3)上。上述研究成果均以西安交通大学金属材料强度国家重点实验室为第一通讯单位,宋江选教授为通讯作者。这些研究工作得到了国家自然科学基金、陕西省国际合作重点项目/特色产业链重点项目、西安交大青年拔尖人才计划、111计划2.0等项目共同资助。 

编辑:yxh0503