科学家们发现了一种稳定且高导电性的锂离子导体

发布于: 2024-09-28 00:00
阅读: 70
分类: 新闻动态

科学家们发现了一种稳定且高导电性的锂离子导体,可用作固态锂离子电池中的固体电解质。固态锂离子电池使用固体电解质,不易燃,与液体电解质电池相比,具有更高的能量密度和离子迁移数。 这些功能使它们成为传统液体电解质电池主导市场(包括电动汽车)的潜在替代品。 尽管有这些优点,固体电解质仍存在缺点,例如锂离子电导率较低以及难以维持电极与固体电解质之间的充分接触。

虽然硫化物固体电解质具有导电性,但它们会与水分反应形成有毒的二硫化氢。 因此,需要既导电又在空气中稳定的非硫化物固体电解质来制造安全、高性能和快速充电的固态锂离子电池。

确切地说,即使在 –10°C 的温度下,新材料在室温下也具有与传统氧化物基固体电解质相同的电导率。 此外,由于在 100 °C 以上的电导率也已得到验证,因此该固体电解质的工作范围为 –10 °C 至 100 °C。 传统的锂离子电池无法在低于冰点的温度下使用。 因此,常用手机锂离子电池的工作条件为0℃至45℃。

研究了该材料中的锂离子传导机制。 烧绿石型结构的传导路径覆盖了位于 MO6 八面体形成的隧道中的 F 离子。 传导机制是锂离子的顺序运动,同时改变与氟离子的键。 Li离子总是穿过亚稳态位置移动到最近的Li位置。 与 F 离子结合的固定 La3+ 通过阻断传导路径并消除周围的亚稳态位置来抑制锂离子传导。

与现有的锂离子二次电池不同,氧化物基全固态电池不存在因损坏而导致电解液泄漏的风险,也不像硫化物基电池那样产生有毒气体的风险。 因此,这项新的创新预计将引领未来的研究。 “新发现的材料是安全的,并且比之前报道的基于氧化物的固体电解质具有更高的离子电导率。 这种材料的应用有望开发出革命性的电池,这种电池可以在从低到高的宽温度范围内工作,值得注意的是,新材料非常稳定,如果损坏也不会点燃。 它适用于飞机和其他对安全至关重要的地方。 它还适合高容量应用,例如电动汽车,因为它可以在高温下使用并支持快速充电。 此外,它还是一种有前途的用于电池、家用电器和医疗设备小型化的材料。

总之,研究人员不仅发现了一种具有高导电性和空气稳定性的锂离子导体,而且还引入了一种新型的超离子导体–焦绿宝石型氧氟化物。探索锂周围的局部结构、它们在传导过程中的动态变化,以及它们作为全固态电池固态电解质的潜力,是未来研究的重要领域。

 

分享

推荐文章

  • 2025-09-20
    admin
        在新能源浪潮奔涌的2025年,9月18 - 20日,“锂向新质 智胜未来”为主题的2025遂宁国际锂电产业大会盛大启幕,遂宁一时间成为全球锂电产业聚焦的中心。中俄研究院院长王庆生随一众专家出席此次盛会,为行业发展注入新思想,探索国际合作新机遇。           大会开幕式上,来自政府、行业协会、科研院校以及企业的各方代表齐聚一堂,共同见证了遂宁锂电产业发展的重要时刻。一批重大合作项目集中签约,总投资达158亿元,涵盖锂电及关联产业项目6个,这无疑为遂宁锂电产业的高质量发展按下了“加速键”。同时,大会发布的《全球锂电产业链地图白皮书(2025年)》以及《全球锂电新能源产业知识产权现状及发展趋势分析报告》,更是为行业发展绘制了清晰的蓝图,指明了方向。       王庆生院长在“固态电池行业发展现状与未来趋势”分论坛上的发言振聋发聩。他指出,当前固态电池发展虽势头正猛,但行业内对技术的宣传需保持冷静,谨防脱离工程实际的夸大造势。这一观点犹如一针&ldqu...
  • 2025-09-13
    admin
    锂电池维修技术涉及多个方面,以下是一些关键要点: 一、基本原理与安全规范 了解锂电池结构 锂电池由电芯、保护板、连接线等组成。电芯是能量存储单元,保护板负责过充、过放、过流保护。 安全操作要求 维修时需佩戴绝缘手套、护目镜、绝缘鞋等防护装备。 使用绝缘工具,避免直接接触高压部件。 高压系统操作前需断电并验电,确保电压低于安全阈值(如小于1V)。 二、常见故障诊断 电压异常 过压/欠压:单体电池电压超出正常范围(如磷酸铁锂过压>3.85V,欠压<2.5V)。 充不满/放不完电:可能是电芯压差过大或保护板故障。 温度异常 过温(如超过65°C)可能引发热失控,需检查散热系统。 漏电/漏液 漏电需检测绝缘电阻,漏液需用pH试纸判断液体性质,酸性或碱性液体需中和处理。 三、检测工具与方法 内阻测试 使用内阻测试仪测量单体电池内阻,对比标准值判断电池健康状况。 电压测量 用万用表测量电芯电压、保护板电压,排查线路断路或短路。 保护板检测 检查保护板外观有无烧焦痕迹,测量B-与总正极、P与总正极的电压差,判断保护板是否正常。 四、...
  • 2025-09-06
    admin
    一、引言 锂电池极耳冗余设计对于保障锂电池的性能和安全性至关重要。合理的极耳冗余能够适应多种复杂情况,如设计要求、生产工艺波动以及使用过程中的各种变化,避免极耳出现断裂、虚焊等问题,以确保锂电池的稳定运行。对于深入研究锂电池极耳冗余的影响因素具有重要的现实意义。 (一)锂电池极耳概述 极耳是从电芯中将正负极引出来的金属导电体,是电池充放电时的电流进出口。其质量和性能直接影响到锂电池的充放电效率、安全性和使用寿命。在锂电池的设计和制造过程中,极耳的设计和处理需要充分考虑各种因素,以满足不同应用场景的需求。 二、设计适配性因素 1. 电芯尺寸与封装方式 不同类型的电芯在尺寸和封装方式上存在差异,这对极耳冗余提出了不同的要求。 (1)软包电芯通常需要预留更多的冗余以适配封装边距。软包电池的封装通常采用铝塑膜,在封装过程中需要一定的边距来保证封装的密封性和稳定性。因此,极耳需要有足够的长度冗余,以确保在封装过程中能够顺利连接到外部电路,同时避免因封装过程中的挤压等操作导致极耳损坏。 (2)圆柱和方形电芯则需要...
  • toolbar
    0572-630 1196
  • toolbar
    返回顶部