自修復固態電解質,引入自修復成分來制造固態電解質,使固態電解質受損后可自我修復,能夠最大程度地解決鋰枝晶問題。
鋰離子電池是目前市場中最為常見的消費、儲能、動力電池,為進一步提高鋰電池的續航能力、安全性,全固態鋰電池受到關注。在全球范圍內,中國、日本、法國、美國等國家均在大力研發全固態鋰電池。從我國來看,寧德時代表示有望在2027年實現全固態電池小批量生產。
根據新思界產業研究中心發布的
《2024-2029年中國自修復固態電解質行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,鋰離子電池主要由正負極、電解液、隔膜等組成。鋰離子電池在充放電循環過程中,負極會生長鋰枝晶,可能會穿透隔膜造成電池短路,甚至存在燃燒爆炸風險。全固態鋰電池主要由正負極、固態電解質等組成。在全固態鋰電池中,鋰枝晶生長緩慢,但依然存在刺穿固態電解質的可能性,導致電池性能下降,縮短電池壽命。由此可以看出,自修復固態電解質研究應用意義重大。
我國自修復固態電解質相關研究成果正在不斷增多。上海科技大學專利“一種自修復復合固態電解質,準固態電解質及鋰電池”,開發的自修復復合固態電解質干基可彎折,具有柔性,能夠抑制鋰枝晶生長。中國科學院大連化學物理研究所團隊提出了動態雙電層概念,原位構筑自修復雜化固態電解質界面,研究成果發表在《德國應用化學》。我國自修復固態電解質相關研究機構還有電子科技大學、華中科技大學、西安交通大學、廣西大學、吉林大學等。
2023年12月,中國建筑材料聯合會第三批全國建材行業重大科技攻關“揭榜掛帥”項目揭榜單位公布,用于鋰離子電池的自修復柔性超薄固態電解質開發包括在內,武漢理工大學為揭榜單位。
新思界
行業分析人士表示,硫化物固態電解質具有離子電導率高、機械性能優、熱穩定性好等優點,特別適合制造全固態鋰電池,但其非活性物質占比大,會影響全固態鋰電池的能量密度。超薄、柔性固態電解質可降低固態鋰電池中非活性物質比例,從而提高電池能量密度,并具有良好柔韌性,能夠進一步拓寬應用場景。清華大學團隊制備出超薄、自支撐、柔性的硫化物基固態電解質薄膜,表現出穩定的特性和高倍率性能。因此自修復柔性超薄固態電解質開發受到國家政策重視。
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