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有研集團固態(tài)電池核心材料領域前沿布局初見成效

打破國際壟斷 筑牢創(chuàng)新理念

2021年08月25日 10:42 4353次瀏覽 來源:   分類: 科技創(chuàng)新

自2016年成立以來,有研集團國聯(lián)研究院國家動力電池創(chuàng)新中心(下稱“國家動力電池創(chuàng)新中心”),著手布局動力電池前沿技術,組建固態(tài)電池協(xié)同攻關團隊,開展固態(tài)電池基礎研究及工程化技術研究。

全固態(tài)鋰離子電池使用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)液態(tài)電解液,有望從根本上解決電池安全性問題,被認為是最具前景的新一代電池。固態(tài)電解質(zhì)作為關鍵材料,集中了固態(tài)電池研發(fā)中的核心技術和難點技術,是目前的研究熱點。經(jīng)過多年潛心研究,該中心在固態(tài)電池核心材料領域取得顯著成果,打破國際壟斷,開啟了國內(nèi)固態(tài)電解質(zhì)新技術布局。部分成果亮相第23屆中國北京國際科技產(chǎn)業(yè)博覽會,并受邀以專題報告形式在國內(nèi)外學術會議上交流,受到與會專家學者的高度評價。

打破國際壟斷,工程化技術取得新突破。該中心以技術引領為使命,推動行業(yè)跨越式發(fā)展。硫化物固態(tài)電解質(zhì)由于具有最高的離子電導率、較好的機械延展性以及與電極良好的界面接觸等優(yōu)點,成為最具潛力的技術方向之一。日本在硫化物固態(tài)電解質(zhì)領域已進行了近20年的專利布局。動力電池創(chuàng)新中心經(jīng)過協(xié)同攻關,從微觀晶體結構入手,構建新型離子空位傳輸機制,獲得核心組分專利獲得授權,打破了國外在硫化物固態(tài)電解質(zhì)方面的專利壟斷,所研發(fā)成果具有穩(wěn)定性好、成本低的特點,為全固態(tài)電池的批量制備及市場推廣奠定基礎(中國專利:一種具有硫空位結構的固體電解質(zhì)及其制備方法和應用,ZL201910596739.6;中國專利:高空氣穩(wěn)定性無機硫化物固體電解質(zhì)及其制備方法與應用,ZL201910358953.8)。

筑牢創(chuàng)新理念,開啟國內(nèi)固態(tài)電解質(zhì)新技術布局。該中心技術攻關團隊在多年技術研究基礎上,對固態(tài)電池領域技術進行深入分析后認為,鹵化物固態(tài)電解質(zhì)具有4V以上氧化電位,展現(xiàn)出優(yōu)異的正極材料匹配潛力。通過兩年來的潛心鉆研,創(chuàng)新團隊制備出了Li3YBr5.7F0.3固態(tài)電解質(zhì),該固態(tài)電解質(zhì)通過與金屬鋰原位生成高濃度氟化物界面鈍化層,顯著改善了鋰金屬負極在全固態(tài)電池的循環(huán)穩(wěn)定性,解決了鹵化物固態(tài)電解質(zhì)材料應用于金屬鋰負極固態(tài)電池的關鍵技術瓶頸,為高比能量全固態(tài)電池發(fā)展提供了新思路。部分研究成果發(fā)表在能源領域著名期刊《Advanced Energy Materials》(IF=29.368)題目是《Superionic Fluorinated Halide Solid Electrolytes for Highly Stable Li-Metal in All-Solid-State Li Batteries》。

在此基礎上,動力電池創(chuàng)新團隊開發(fā)出了一種全新組成的鹵化物電解質(zhì)材料,該材料與高電壓正極材料兼容好,其性能在固態(tài)電池中得到了初步驗證。研究成果已獲得發(fā)明專利授權,率先實現(xiàn)國內(nèi)在耐高電壓無機固態(tài)電解質(zhì)的專利布局,推動高比能全固態(tài)二次電池的商業(yè)應用(中國專利:一種固態(tài)電解質(zhì)及其制備方法與應用,ZL2020104269934)。

(楊容)

責任編輯:楊凈茹

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