通过跨学科的合作与交流,我们能够突破传统思维的边界,开拓新的研究领域。

——院长致词

首页 > 科学研究 > 物质与能量

固态电解质的新设计可能很快会彻底改变电池行业

本站发布时间:2023-11-21 13:17:11

基础科学研究所(IBS)纳米颗粒研究中心的Kangkisuko教授领导的研究人员宣布,下一代固态电池在该领域取得了重大突破据信,他们的新发现将使人们能够在一种以氯乙烯为基础的、显示出性敏感性和导电性的电解质上创建电池

目前商业电池的重点是其对液态电解质的可靠性,这会导致易燃性和爆炸风险因此,发展非可燃固体电解质对推进固态电池技术具有重要意义随着对内燃机车的监管力度不断加大,电动汽车的使用范围不断扩大,向可持续交通转变,对二次电池的组成部分,特别是固态电池的研究取得了显著进展

固态电池在日常使用中具有实用性,特别是开发具有高离子传导性、坚固的化学和电化学稳定性以及机械灵活性的材料尽管以往的研究成功地开发了具有高离子电导率的基于硫代二氮氧化物的滑动电解质,但这些材料中没有一种是金属的,这是基本的要求

最近,科学家们还探索了基于氯化物的电解质,因为它们具有优异的导电性、机械灵活性和低电压稳定性这些特性使一些人发现,基于三氯化铁的电池与固态电池的电池非常相似然而,随着氯的争论被重新考虑,并因其对下一代地球金属(包括钇、钪和镧元素)的严重依赖而变得更加激烈,这些希望几乎破灭了

为了解决这些问题,IBSre研究小组研究了氯化物电解质中金属的分布放在那里的三氯化铝电解质可以实现低离子电导率,这是基于结构中金属排列的变化

本文首先测试了氯化锂、金属氯化锂的分解机理当金属离子靠近锂离子的路径时,静电力会阻碍它们的运动相反,如果锂离子占据了一个较低的位置,锂离子的通道就会向箭头移动,阻碍它们的移动

在这些观点的基础上,研究小组引入了一种设计电解质的策略,以缓解这些冲突因素,最终为成功开发具有高离子电导率的固体电解质奠定了基础该小组进一步成功地证明了这一策略,即在锆的基础上创建了锂金属氯化物固态电池,锆是一种比各种稀土金属都大的材料这是首次证明金属排列对材料离子导电性的重要性

这项研究揭示了氯化物基锂离子电解质的电导率对锂离子分布的影响出乎意料的是,IBC中心的研究将为开发各种基于氯化物的锂离子电解质铺平道路,并进一步推动固态电池的商业化,有望提高能源储存的可负担性和安全性

与KANGK的声明相对应,“这种新发现的基于氯化物的电解质被认为是对传统的基于硫化物和氧化物的电解质的限制的一种转变,使我们对固态电池的广泛应用感到失望。”


来源:

Materials provided by
Institute for Basic Science.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Seungju Yu, Joohyeon Noh, Byunghoon Kim, Jun-Hyuk Song, Kyungbae Oh, Jaekyun Yoo, Sunyoung Lee, Sung-O Park, Wonju Kim, Byungwook Kang, Donghyun Kil, Kisuk Kang.
    Design of a trigonal halide superionic conductor by regulating cation order-disorder. Science, 2023; 382 (6670): 573 DOI: 10.1126/science.adg6591

排行榜

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567