科研进展

深圳先进院在高安全性准固态电池研究取得进展

  

  1014日,中国科学院深圳先进技术研究院光子信息与能源材料研究中心电化学团队在高安全性二次锂电池方向获得重要进展。相关成果以Reinforcing Concentrated Phosphate Electrolytes with In-Situ Polymerized Skeletons for Robust Quasi-Solid Lithium Metal Batteries(原位聚合高分子骨架支撑的高浓度磷酸酯半固态电解质)为题发表在国际顶级能源期刊Energy Storage Materials上。文章的第一作者是硕士研究生陈佳华,通讯作者是陆子恒助理研究员和杨春雷研究员。 

  随着电动汽车普及,高能量密度锂电池的安全性问题日趋严峻。特别是近几年国际国内报道的电动汽车起火事件日益频发,更加突出了设计兼顾安全性和能量密度的电池的挑战。为了解决该问题,研究团队开发了一种适配锂金属负极的高性能阻燃准固态电解质。该电解质通过原位聚合高分子骨架以支撑不可燃的磷酸酯溶剂,兼具高安全性与高碘化学稳定性。基于该电解质的准固态电池在弯折、冲击、剪切、空气暴露、直接明火灼烧情况下均可稳定运行,并展现出了600圈无衰减的优异性能。 

  此外,本研究利用基于欧拉方法的微扰稳定性理论系统讨论了凝胶电解质与锂金属界面的稳定性问题,深入揭示了凝胶电解质中高分子骨架含量、锂离子电导率、剪切模量及抗锂枝晶能力的关系,对于高分子电解质的设计具有重要指导意义。 

新型准固态电解质机理示意图    

  论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719310049