聚合物基固态电池研究取得新进展
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聚合物基固态电池研究取得新进展

2020年09月25日 15:48:35
来源:新华网

新华网沈阳9月25日电(记者王莹)近期,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部新型电化学材料与器件团队在聚环氧乙烷基高性能电解质和固态电池方向取得进展,明显提高了全固态聚合物锂电池循环使用次数和稳定性,并实现在室温和低温下的优异电化学性能。

近年来,锂电池作为储能器件在手机、笔记本电脑及电动汽车等领域的应用十分广泛。然而,传统的锂离子电池越来越接近其能量密度的极限,亟待开发下一代兼具高能量密度和高安全性的电化学储能器件。固态电池是采用固态电解质代替液态电解质的新型电化学储能器件,其具有安全性能高和能量密度高的特点。其中,聚环氧乙烷(PEO)因其轻质、易成膜以及与电极间良好的界面接触等特点,被广泛应用于固态电解质的研究。

研究人员针对聚环氧乙烷基固态电解质中锂离子电导率和迁移数较低的问题,利用多硫化锂的穿梭效应,制备了新型聚环氧乙烷固态电解质,从而实现快速的锂离子传输,并有效改善其稳定性。

针对聚环氧乙烷基固态电池普遍在较高温度(50-70°C)下使用,而在室温及低温下难以工作的问题,研究人员从锂离子传输的微观尺度出发,实现了离子传输尺度上均质且快速的离子通路的形成,使固态电池在室温和低温下也表现出优异的电化学性能。

上述工作近期发表在《纳米能源》和《先进功能材料》上。相关工作获得了国家自然科学基金、中科院青促会项目、中科院先导项目和国家重点研发计划等的资助。