清華團隊突破!超薄復(fù)合電解質(zhì)膜創(chuàng)全固態(tài)電池性能新高度?
文章來源:新能源網(wǎng) 更新時間:2025-05-27 14:08:20
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清華大學材料學院南策文院士、沈洋教授團隊取得重大技術(shù)突破,成功開發(fā)出一種由硫銀鍺礦硫化物 Li?PS?Cl 與極性聚偏氟乙烯(P (VDF-TrFE))復(fù)合的超薄電解質(zhì)膜。該電解質(zhì)膜在性能與技術(shù)創(chuàng)新上表現(xiàn)卓越,室溫離子電導(dǎo)率高達 1.2 mS/cm,遠超同類硫化物電解質(zhì);在 1.0 mA/cm² 電流密度下,循環(huán) 20000 次后容量保持率仍達 71%,刷新全球全固態(tài)電池最長循環(huán)記錄;厚度僅 30 - 40 微米,具備高柔韌性與抗形變能力,可自由彎曲折疊。
在技術(shù)創(chuàng)新方面,團隊采用靜電紡絲 - 滲透 - 熱壓法制備復(fù)合結(jié)構(gòu),使硫化物顆粒均勻填充于 P (VDF-TrFE) 多孔框架,構(gòu)建 “剛?cè)岵?rdquo; 的復(fù)合界面。同時,利用 P (VDF-TrFE) 極性基團與硫化物表面的強相互作用,有效抑制與正負極的副反應(yīng),實現(xiàn)全固態(tài)電池界面穩(wěn)定。此外,還成功組裝面載量 53.1 mg/cm² 的高鎳三元正極(NCM83)軟包全固態(tài)電池,能量密度達到 390 Wh/kg。
產(chǎn)業(yè)化進程同樣取得顯著成果,已完成軟包全固態(tài)電池的規(guī)模化制備工藝驗證,為卷對卷量產(chǎn)奠定堅實基礎(chǔ)。相關(guān)成果以封面文章形式發(fā)表于《Advanced Energy Materials》,被國際同行譽為 “硫化物基全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)突破”。
硫化物固態(tài)電解質(zhì)雖因高離子電導(dǎo)率成為全固態(tài)電池主流方向,但機械脆性大、界面穩(wěn)定性差等問題制約其發(fā)展。清華團隊此次通過材料復(fù)合與界面分子設(shè)計,首次在超薄厚度下實現(xiàn)硫化物電解質(zhì)超長循環(huán)性能,成功解決高離子電導(dǎo)率與高機械穩(wěn)定性的矛盾,以及電解質(zhì) - 電極界面副反應(yīng)兩大產(chǎn)業(yè)化核心瓶頸,為全固態(tài)電池商業(yè)化開辟關(guān)鍵路徑,將推動硫化物路線成本下降與量產(chǎn)進程,助力我國在下一代電池技術(shù)領(lǐng)域鞏固全球領(lǐng)先地位。
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