此前的7月4日,來自中國科學(xué)報的報道稱,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授馬騁開發(fā)出一種用于全固態(tài)電池的新型硫化物固態(tài)電解質(zhì)。該材料在具有硫化物固態(tài)電解質(zhì)固有優(yōu)勢的同時,相較其他硫化物固態(tài)電解質(zhì),成本更加低廉、更適合商業(yè)化。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》。
據(jù)了解,固態(tài)電池主要有氧化物、硫化物、鹵化物三大技術(shù)路線,其中,性能優(yōu)異的硫化物最有希望實現(xiàn)全固態(tài)電池的實際應(yīng)用。
然而,制約硫化物全固態(tài)電池量產(chǎn)的一個重要原因,在于成本:硫化物固態(tài)電解質(zhì)的合成需要使用大量昂貴的硫化鋰,其價格不低于每公斤650美元。研究人員曾試圖通過多種方法降低硫化鋰成本,但長期探索表明實現(xiàn)這一目標(biāo)相當(dāng)困難。
為此,馬騁不再致力于降低硫化鋰成本,而是開發(fā)了一種不以硫化鋰作為原料的硫化物固態(tài)電解質(zhì)——氧硫化磷鋰。這種固態(tài)電解質(zhì)以成本低廉的水合氫氧化鋰和硫化磷為原材料合成,其成本僅為每公斤14.42美元,不到其他硫化物固態(tài)電解質(zhì)原材料成本的8%,遠低于每公斤50美元這一商業(yè)化要求,具有很強的成本競爭力。
氧硫化磷鋰保留了硫化物固態(tài)電解質(zhì)的獨特優(yōu)勢,兼具極低的密度和良好的負極相容性,而這在氧化物和鹵化物固態(tài)電解質(zhì)中無法同時實現(xiàn)。氧硫化磷鋰的密度僅1.7克每立方厘米,低于鹵化物和氧化物固態(tài)電解質(zhì)。此外,氧硫化磷鋰與鋰金屬和硅都能良好相容;它和鋰金屬組成的對稱電池能在室溫下穩(wěn)定循環(huán)超4200小時,而它和硅負極、高鎳三元正極組成的全固態(tài)軟包電池,在60度下循環(huán)200次后,仍具有89.29%的容量保持率。
馬騁說:“我們的工作表明硫化物固態(tài)電解質(zhì)的成本問題并非無解。氧硫化磷鋰作為一種新材料,在性能上有望進一步提升,我們也在為此繼續(xù)努力?!?/p>
專業(yè)人士稱,由于氧硫化磷鋰組成的全固態(tài)電池具有“出色的循環(huán)性能”,其發(fā)現(xiàn)對全固態(tài)電池商業(yè)化具有重要意義。
至此,可以大膽預(yù)測,隨著技術(shù)的進步,車規(guī)級全固態(tài)電池時代,很快就會到來。