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本报讯(记者王敏)中国科学技术大学教授马骋开发了一种新型固态电解质,它的综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相当,但成本不到后者的4%,适合进行产业化应用。该成果近日发表于《自然-通讯》。
马骋设计并合成了一种新型固态电解质——氧氯化锆锂。这种材料具有很强的成本优势。如果以水合氢氧化锂、氯化锂、氯化锆进行合成,它的原材料成本仅为11.6美元每公斤。而如果以水合氧氯化锆、氯化锂、氯化锆进行合成,氧氯化锆锂的成本可以进一步降低到约7美元每公斤,远低于目前最具成本优势的固态电解质氯化锆锂,并且不到硫化物和稀土基、铟基氯化物固态电解质的4%。
在具备极强成本优势的同时,氧氯化锆锂的综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相当。它的室温离子电导率高达2.42毫西门子每厘米,超过了应用所需要的1毫西门子每厘米,并且在目前报道的各类固态电解质中位居前列。与此同时,它良好的可变形性使材料在300兆帕压力下能达到94.2%致密,可以很好地满足应用需求,也优于以易变形性著称的硫化物、氯化物固态电解质。
实验证明,由氧氯化锆锂和高镍三元正极组成的全固态锂电池性能优异,在12分钟快速充电的条件下,该电池仍然成功地在室温下稳定循环2000圈以上。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39522-1
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