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全固态电池迎技术革新:马里兰大学团队制备高能量密度的锂硫电池,有望用于电池产品和电动车等领域
“这是我博士阶段的最后一个项目, 在世界上首次实现了氧化物固态锂硫电池的全固态化,完全不需要添加任何液态电解液。 该技术在固态电池领域里属于技术革新,并且基于电池的原材料和制备方法,有利于该全固态电池的大规模商业化生产。”美国马里兰大学博士毕业生表示。 图丨石昌民(来源:) 最近十几年以来,固态锂硫电池逐渐地发展起来,但实现“全”固态氧化物固态电解质的锂硫电池仍存在严峻的挑战。终其原因,硫正极本身绝缘且氧化物固态电解质非常怕压、易碎,这会导致正极和电解质之间的接触变得非常差。 在以往的研究中,氧化物固态电池在硫正极和石榴石型氧化物固态电解质氧化物固态电解质(Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ,LLZO)之间都需要添加少量的液态电解液,来保证正极和 LLZO 之间有良好的接触和锂离子传输。相比于传统手段,运用 LLZO 的全固态锂硫电池有望实现超高的能量密度。 为改善固态正极结构的界面接触、离子和电子传导, 美国马里兰大学团队制备了一种具有固态硫正极的全固态石榴石电池,他们运用 LLZO 固态电解质首次实现了全固态锂硫电池。 而这次能成功制备出“全固态”锂硫电池的关键,在于他们发现了一种固态低熔点锂盐。并且,全固态电池中的材料除硫活性物质以外,全部使用无机材料,为电池的不可燃做好了充分的准备。 固态低熔点锂盐本身具有较高的离子电导率,在室温下可达到 10 -5 S/cm。 利用这种固态低熔点锂盐,首次实现了高能量密度的全固态锂硫电池,其在 60℃ 的高电流密度下可稳定循环 200 圈,并保持 0 容量衰减。 审稿人对该技术评价称,这是很薄的石榴石电解质制成的真正固态电池,文献中描述的大多数工作使用厚颗粒,并在阴极侧添加液体来保障系统工作。 图丨相关论文(来源:ACS Energy Letters) 日前,相关论文以《由无机锂盐和双层电解质结构实现的全固态石榴石型硫化聚丙烯腈/锂金属电池》()为题发表在 ACS Energy Letters 上[1]。 马里兰大学博士毕业生为该论文第一作者,马里兰大学艾瑞克·D·沃克斯曼()教授为论文通讯作者。 首次实现高能量密度的全固态锂硫电池 该研究首次实现了运用氧化物固态电解质的“全”固态锂硫电池,但着手研究一个全新的方向谈何容易。在研究初始阶段,其实并没有抱有很大的希望,因为此前没有人做出来过。 而且,科学家们也普遍认为氧化物全固态锂硫电池“目前来看是没有希望实现的”,因为需要克服的技术难题和其他的电池体系相比实在太多了。 但是他认为,作为一名博士生即便需要花大量时间、精力以及承担失败的“高风险”,也还是需要“放手一搏”去试试。“一开始探索方法可行性的时候我是非常小心的,因为可能一个不留神,一个好的试验方法就被浪费掉了。”他说道。 图丨阴极和阴极/LLZO 界面的全固态石榴石锂硫电池的形态学特征,图片为横断面扫描电镜图像(来源:ACS Energy Letters) 在做文献调研时,发现此前几乎没有实现过类似的工作。因此,他从原始的物质性质资料入手,进行各种尝试,以此获得创新灵感。各种材料性质和实验手段大概测试了半年多的时间,才发现了现在论文中使用材料的可行性。 该研究最大的难点在于,必须确保复合正极颗粒和颗粒之间有良好的接触,他在该方向做了很长时间的研究以及探索。 他开发了一种新颖的三相硫正极,其由硫化聚丙烯腈(sulfurized polyacrylonitrile,SPAN)、熔融双锂(氟磺酰)酰亚胺(lithium bis-(fluorosulfonyl)imide,LiFSI) 和纳米石墨烯线(nano graphene wire,NGW) 混合而成。用纳米石墨烯线代替传统的炭黑,产生了机械强度更高的复合正极,同时保持了连续的电子传导。 图丨由新型三相阴极和双层-LLZO 电解质结构实现的全固态石榴石型 Li-S 电池的示意图。通过在 SPAN+NGW+LiFSI 混合物中熔化 LiFSI 并进行冷却,得到了 SPAN+NGW+LiFSI 复合阴极。灰色粒子、黄色粒子和黑线分别代表 LiFSI、SPAN 和 NGW(来源:ACS Energy Letters) 让人意外的是,课题组成员所用的固态低熔点锂盐和活性硫材料之间有非常良好的化学稳定性。“这出乎我的意料,因为测试一开始我觉得它们肯定会产生很严重的副反应,没想到尝试后发现及居然是稳定的。”回忆道。 LiFSI 向复合正极中的熔融渗透,极大地改善了阴极内的颗粒间接触和阴极/电解质界面接触。使用热处理过的三相阴极的全固态锂硫电池在 60℃条件下,表现出稳定的循环性能。 其中,在 0.167mA/cm 2 下具有 1400mAh/g 的高平均放电容量,超过 40 次循环;在 0...
智能设备 2023-05-14 11:22:18 -
知乎新增专业认证快速通道,可一键认证领英职业信息
5月12日消息,知乎宣布为广大职人群体开通专业认证快速通道,创作者可将在职场平台已完成认证的公司、职位、个人主页等信息,快速提交至知乎,完成专业身份一键认证。目前,该通道首先开启了对领英、脉脉等职场平台的信息认证,后续还将开通更多平台。据悉,此前在“2023知乎发现大会”上推出的“海盐计划”5.0,创作者可以进行学历、在职公司及职位和职业资格三类认证。完成认证后,最高可获得5倍流量及涨粉加权,并配合多渠道助力变现。数据显示,2023年2月为“海盐计划”核心创作者的月创作活跃,同比去年增长了7 %;此外,当月新生产内容获得的互动量同比增长了22%。知乎方面表示,此次知乎推出了专业认证快速通道,可以打通了各职人平台的个人职场信息,能大大简化了职人用户的认证流程。此外,知乎还将对申请认证的用户限时减免99元认证费用,并提供“海盐计划”5...
互联网 2023-05-12 19:42:46 -
AMD宣布将于6月13日举办活动:展示下一代数据中心和AI技术
AMD宣布,将于2023年6月13日举办名为“AMD数据中心和人工智能技术首映式”的活动,通过现场和直播的方式展示公司的发展战略,以及不断扩大的数据中心和人工智能产品组合和能力。AMD似乎希望通过加速人工智能业务的发展,紧随英伟达的脚步,在蓬勃发展的人工智能领域获得更多收益...
智能设备 2023-05-10 10:49:12 -
安恒信息苗春雨:ChatGPT会进一步加深AI数字鸿沟,是一个时代的变迁
5月9日消息,自ChatGPT发布以来,一直都是科技圈热议的对象。作为一款人工智能聊天软件,它在一些人的眼里具有革命性的意义,就连比尔·盖茨都盛赞ChatGPT,称其“不亚于互联网诞生”...
业界动态 2023-05-09 18:49:47 -
斗鱼回应:将积极配合湖北省互联网信息办公室工作组的检查和指导
5月9日消息,斗鱼方面回应称,将积极配合湖北省互联网信息办公室工作组的检查和指导,认真按照监管要求深入开展内容整改等工作。并表示,目前斗鱼平台运营一切正常,感谢社会公众的关注和监督,斗鱼将进一步优化平台内容审核机制,切实履行平台监管责任,营造更加健康积极的网络直播环境...
互联网 2023-05-09 12:14:40 -
安恒信息范渊:AI+安全这条路是可以走通的
“AI+安全,这个大幕才刚刚拉开,未来还有更大的可能性。”安恒信息董事长范渊在2023西湖论剑·数字安全大会上如是说...
互联网 2023-05-09 10:53:26 -
印度:智能手机市场告诉我们有关其经济的信息
尽管苹果宣称印度是其下一个重要的增长点,但该国的智能手机市场却阴云密布。行业数据显示,该国的手机销量已降至2019年以来的最低水平...
手机互联 2023-05-09 09:55:59 -
小米Civi3手机入网信息新增12+512GB存储版本
根据此前消息,小米旗下一款型号为23046PNC9C的5G手机完成了3C入网审批手续,疑似小米Civi3。近日,工信部再一次更新了这款手机入网信息,新增12GB+512GB内存版本...
手机互联 2023-05-08 08:32:27 -
蚂蚁链发布Web3全栈技术服务,与产业伙伴、开发者共建开放生态
4月26日,2023蚂蚁数科开发者大会在杭州举行,新一代Web3开放联盟链正式亮相。在现场,围绕区块链平台互联互通的生态发展,文化和旅游部艺术发展中心数字艺术与区块链实验室、浙江文化产权交易所、上海市数商协会、福建省厦门市鹭江公证处与蚂蚁链共同启动生态共建仪式,将积极推进数字资产有序健康发展,培育健全数字资产要素市场生态...
区块链 2023-04-27 19:33:57 -
郑志明院士:隐私计算已实现交互信息、共同收益的阶段目标
4月24日下午,“星河杯”隐私计算大赛新闻发布会在京召开。本次大赛由中国信通院、中国通信学会、隐私计算联盟共同主办,中移动信息技术有限公司、联通数字科技有限公司、天翼电子商务有限公司、中国通信标准化协会大数据技术标准推进委员会联合协办,北京国际大数据交易所、贵阳大数据交易所、深圳数据交易所提供生态支持,FATE开源社区、隐语开源社区、隐私计算联盟开源工作组提供技术支持,DataFountain提供竞赛平台支持...
智能设备 2023-04-25 17:49:07 -
快讯|浪潮信息与7家分销伙伴签署亿级分销协议
【网易科技4月25日报道】2023年亿级分销合作伙伴签约仪式成。浪潮信息与北京跃创想、上海金圭、济南希望、广州启硕、浙江网新图灵、浙江名都、联强国际7家分销伙伴签署亿级分销合作协议...
智能设备 2023-04-25 17:48:47 -
第二届“长江杯”动力电池集成及管理技术挑战赛初赛在京举办
4月24日,第二届“长江杯”动力电池集成及管理技术挑战赛高校组初赛在北京唯实国际交流中心正式开启。中国汽车工程学会副秘书长张旭明,宜宾市委常委、副市长李翔,宜宾市政府副秘书长惠德宏,宜宾市科技局党组书记、局长赵兵兵及评审专家团队参加了活动...
智能设备 2023-04-24 18:02:18