降本96%！中科大开发了一种新型全固态电池电解质

2023-07-05 10:36

来源： OFweek锂电网

7月3日，来自中国科学报的报道称，中国科学技术大学教授马骋开发了一种新型固态电解质，它的综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相近，但成本不到后者的4%，适合进行产业化应用。

该成果已于6月27日发表在国际著名学术期刊《自然-通讯》上。

公开资料显示，为了满足实际应用需求，全固态锂电池的固态电解质至少需要同时具备三个条件：

高离子电导率（室温下超过1毫西门子每厘米）；

良好的可变形性（250-350兆帕下实现90%以上致密）；

足够低廉的成本（低于50美元每公斤）。

目前被广泛研究的氧化物、硫化物、氯化物固态电解质，以现有技术都无法同时满足上述条件。例如，氧化物作为脆性陶瓷，普遍不具备可变形性；硫化物和大部分氯化物则成本高昂，至少在200美元每公斤的量级；氯化锆锂的离子电导率远低于1毫西门子每厘米。

据悉，马骋教授在研究中不再聚焦于上述氧化物、硫化物、氯化物中的任何一种，而是转向氧氯化物，设计并合成了一种新型固态电解质——氧氯化锆锂。

氧氯化锆锂具有很强的成本优势，如果以水合氢氧化锂、氯化锂、氯化锆进行合成，它的原材料成本仅为11.6美元每公斤，很好地满足了上述50美元每公斤的要求。而如果以水合氧氯化锆、氯化锂、氯化锆进行合成，氧氯化锆锂的成本可以进一步降低到约7美元每公斤，远低于目前最具成本优势的固态电解质氯化锆锂（10.78美元每公斤），并且不到硫化物和稀土基、铟基氯化物固态电解质的4%。

在具备极强成本优势的同时，氧氯化锆锂的综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相当。它的室温离子电导率高达2.42毫西门子每厘米，超过了应用所需要的1毫西门子每厘米，并且在目前报道的各类固态电解质中位居前列。与此同时，它良好的可变形性使材料在300兆帕压力下能达到94.2%致密，可以很好地满足应用需求，也优于以易变形性著称的硫化物、氯化物固态电解质（同等压力下不足90%致密）。