近日獲悉，北京大學材料科學與工程學院龐全全團隊開發了一種新型玻璃相硫化物固態電解質材料，并采用該材料研制出具有優異快充性能和超長循環壽命的全固態鋰硫電池。該研究為發展高比能、高安全、低成本的下一代動力電池提供了一套新的技術方案。1月16日，相關研究成果在國際學術期刊《自然》上發表。
隨著經濟社會的快速發展，全球對高比能、長壽命電池的需求愈發強烈，而全固態電池具有較高的安全性與比能量，是未來車用動力電池領域的重要突破方向。其中，全固態鋰硫電池由于其高比能量、較少的電解質副反應，及電池充電時不會發生釋氧現象，具有更高安全性，能夠滿足未來動力電池市場的要求。然而目前，全固態鋰硫電池的倍率性能和循環壽命較差，如何讓這類電池實現快速且穩定的全固態硫轉化反應，是全球科學家共同面臨的難題。
“快充性能和循環壽命是衡量全固態電池的重要標準。這項研究的突破在于，所開發的新型電解質被賦予了除了導離子本身之外的新功能，通過電解質的化學及結構設計，我們團隊引入了含有氧化還原活性的碘元素，從而激活了傳統電池中難以進行的兩相界面反應，從底層實現快速固固硫反應。”龐全全告訴記者，“這將原本大家一直頭疼的電解質充電副反應，通過材料和化學機制設計，轉化成了一種反而有益于氧化還原的介導反應。這就好比未來的智能化自動駕駛汽車，在實現代步基本功能前提下，既省去了長途駕駛的舟車勞頓，還能在車內休息。”
“這也使得電池在快充性能上實現突破，相對于現有鋰離子電池小時級別充電能力與千次循環壽命，全固態鋰硫電池有望實現分鐘級快充及萬次循環充電。”龐全全表示，該研究所發現的新材料與新機制，對于拓展全固態電池的性能邊界具有重要意義，也為全固態鋰硫電池技術帶來新發展契機。該成果將在下一代汽車動力電池、低空飛行動力、高端電子電池等多個領域產生深遠影響。
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