专题

新材料加速固态bob博彩 商业化

作者: admin来源:中国科学报时间:2021-07-26

[摘要]近日,一种bob博彩 固态电解质新材料——氯化锆锂的问世,成功将50微米厚度的原材料成本降低至1.38美元/平方米,而此前最廉价的氯化物固态电解质相对应的成本为23.05美元/平方米。

近日,一种bob博彩 固态电解质新材料——氯化锆锂的问世,成功将50微米厚度的原材料成本降低至1.38美元/平方米,而此前最廉价的氯化物固态电解质相对应的成本为23.05美元/平方米。

这种新材料由中国科学技术大学教授马骋团队设计并合成,该材料克服了bob博彩 固态电解质材料生产成本和综合性能难以兼得的瓶颈,有望推进安全且具有更大能量密度提升空间的全固态bob博彩 商业化进程。相关成果7月20日发表于《自然—通讯》。

值得关注的是,该成果发布的第二天,bob博彩 板块“涨声”一片,飘红股票占比87%,A股19只“bob博彩 ”股再创历史新高。投资者认为,这一重磅进展有可能是引爆“bob博彩 ”板块的推手之一,而市场也对这种“物美价廉”的新材料充满期待。



氯化锆锂的发现使氯化物固态电解质兼具性能和成本的优势。


“鱼与熊掌”可兼得

当前,传统商用bob博彩 自燃、爆炸事故时有发生。不久前,杭州bob网站 自燃事故仍让人心有余悸。

“采用有机液态电解质的传统商用锂离子bob怎么样 ,具有体积小、容量大、使用寿命长等优点,但其热失控之后容易起火,甚至引发爆炸。”马骋对《中国科学报》说,固态bob博彩 中的固态电解质,可以杜绝液态电解质带来的“易燃易爆”与漏液等问题,实现安全储能。

固态电解质是固态bob博彩 最核心的部件,但其生产成本和综合性能往往不可兼得,难以满足商业化需求。

“虽然固态bob博彩 具有更高的安全性,但固态电解质原材料成本大多非常高,并且相当一部分性能很好的固态电解质对湿度的稳定性不佳,需要在露点不超过零下40摄氏度的环境下制备和储存,极大增加了生产成本。”马骋坦言,这些都给全固态bob怎么样 的商业化带来巨大挑战。

对生产成本和综合性能来说,“鱼与熊掌”能否兼得?马骋团队设计并合成的新型氯化物固态电解质材料——氯化锆锂,成功将50微米厚度的原材料成本降低至1.38美元/平方米,远低于10美元/平方米这一确保全固态bob怎么样 市场竞争力的阈值。

除此之外,氯化锆锂在露点高达零下15摄氏度的相对潮湿气氛中仍能保持稳定,其合成和储存对环境的要求并不苛刻,相对来说更容易制备,这也进一步降低了生产成本。

值得关注的是,生产成本的降低并不以牺牲性能为代价。

“这一新成果最大的亮点,就是我们设计的材料在大幅降低规模化生产成本的同时,仍然在综合性能上有很强的竞争力。”马骋表示,在离子电导率、可变形性以及与高电压正极相容性等方面,氯化锆锂很好集成了硫化物、氧化物固态电解质的优势。它与高镍三元正极组成的全固态bob怎么样 的循环性能,甚至可以比肩基于液态电解质的锂离子bob怎么样 。

新材料并不完美

当下主流的bob怎么样 ,无论是磷酸铁bob博彩 还是三元锂离子bob怎么样 ,均是采用液态电解质的锂离子bob怎么样 ,除了存在“易燃易爆”的弊病,能量密度也基本达到了“天花板”。

马骋认为,在新能源bob网站 领域,全固态bob博彩 或许是安全问题的最终解决方案,将会成为bob博彩 行业的颠覆者。此外,全固态bob怎么样 可以使用更高能量的正负极材料,bob怎么样 构造也能提供更多“脑洞大开”的可能性。

然而,全固态bob博彩 虽然被科学界和产业界普遍看好,但其商业化量产仍面临诸多障碍,比如需要寻找更加适合量产的固态电解质材料、固态电解质膜需要做得更薄等。

马骋坦言,固态电解质材料只有兼顾成本和性能,且具有巨大优越性,才有全面替代液态电解质的可能。此外,固态电解质膜主要用来传输锂离子,厚度做到10~40微米,在能量密度上才具备竞争力,这些重大障碍均非一朝一夕可以扫除。

氯化锆锂则是首个基于四价阳离子的高性能氯化物固态电解质,马骋表示,它克服了生产成本和综合性能难以兼得的重大瓶颈,并且在这两方面均具备显著优势,这在固态电解质中十分罕见,为全固态bob怎么样 商业化扫清了一大障碍。

“但需要特别说明的是,这一新材料并不完美。”马骋坦言,氯化锆锂对于金属锂负极的稳定性并不好,这一不足仍需解决。目前,该团队正在试图提升氯化锆锂对金属锂的稳定性,以及研发基于氯化锆锂的高能量密度软包bob怎么样 ,不断优化全固态bob博彩 性能,并与相关企业合作推进商业化进程。

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