中國科學家在鋰金屬電池領域獲重大進展
2025年01月16日 10:4 1853次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 稀有稀土 作者： 葉青
1月13日，從華南理工大學傳來好消息，該校嚴克友教授團隊在鋰金屬負極界面表面構建了同時具有高電子絕緣性、高離子電導率和高化學穩定的理想型固態電解質界面，提升了鋰金屬電池的性能和安全性。相關研究成果已發表在學術期刊《自然》上。
“目前，基于鋰離子電池的碳酸酯基電解液體系，與鋰金屬電池仍然無法很好地兼容。根本原因在于目前的商業電解液無法在鋰金屬負極表面形成穩定的固態電解質界面。這種缺陷不僅會造成鋰結晶的生長，帶來電池爆炸的風險，還會嚴重影響鋰金屬電池的循環壽命。”嚴克友說。
如何在鋰金屬負極界面表面構建同時具有高電子絕緣性、高離子電導率和高化學穩定的理想型固態電解質界面，一直是該研究中的關鍵難題。
對此，該研究團隊驗證了以t-Li2ZrF6晶體構建理想型固態電解質界面的可行性，首次提出用電場驅動m-Li2ZrF6轉化為t-Li2ZrF6來構筑固態電解質界面的策略。該團隊利用單斜相m-Li2ZrF6納米顆粒作為添加劑，成功在鋰金屬負極表面構建了具有優異電化學性能的基于三方相t-Li2ZrF6固態電解質界面，實現了鋰金屬電池在高載量、低N/P值和超高倍率下的穩定循環，能夠在2C的倍率下循環3000次后依然擁有80%的容量保持率，達到同級別最高水平。該研究為鋰金屬負極界面保護提供了新的研究材料和思路。
據介紹，由于m-Li2ZrF6納米顆粒的合成工藝簡單，具備大規模生產條件，為鋰金屬電池的廣泛應用提供了解決方案。該成果將為研發、制造新一代高性能鋰電池、推動新能源汽車以及光伏-儲能一體化等領域發展提供新的關鍵技術。
責任編輯：任飛
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