#1 重大突破:中国科学家发明用于全固态电池的高性价比一体化卤化物材料
发表于 : 2025年 7月 2日 22:30
宁波东方理工大学孙学良团队发明了用于全固态电池的高性价比一体化卤化物材料。相关论文于2025年6月25日发表在《自然》杂志上。
所有固态电池都需要先进的阴极设计,以实现其高能量密度和经济可行性的潜力。集成一体式阴极消除了非活性导电添加剂和异质界面,有望获得可观的能量和稳定性,但受到缺乏足够Li+/e−电导率、机械坚固性和结构稳定性的材料的阻碍。研究组介绍了Li1.3Fe1.2Cl4,这是一种克服这些挑战的具有成本效益的卤化物材料。利用可逆的Fe2+/Fe3+氧化还原和Li+/e−在其框架内的快速传输,Li1.3Fe1.2Cl4实现了与Li+/Li相比529.3 Wh kg−1的电极能量密度。
至关重要的是,Li1.3Fe1.2Cl4在循环过程中表现出独特的动态特性,包括可逆的局部铁迁移和赋予自愈行为的脆韧转变。这实现了卓越的循环稳定性,在5℃的速率下保持了3000次循环的90%容量保持率。Li1.3Fe1.2Cl4与富镍层状氧化物的集成进一步将能量密度提高到725.6 Wh kg−1。通过利用一体化卤化物的有利动态机械和扩散特性,这项工作将一体化卤化物确立为下一代全固态电池中能量密集、耐用阴极的途径。
所有固态电池都需要先进的阴极设计,以实现其高能量密度和经济可行性的潜力。集成一体式阴极消除了非活性导电添加剂和异质界面,有望获得可观的能量和稳定性,但受到缺乏足够Li+/e−电导率、机械坚固性和结构稳定性的材料的阻碍。研究组介绍了Li1.3Fe1.2Cl4,这是一种克服这些挑战的具有成本效益的卤化物材料。利用可逆的Fe2+/Fe3+氧化还原和Li+/e−在其框架内的快速传输,Li1.3Fe1.2Cl4实现了与Li+/Li相比529.3 Wh kg−1的电极能量密度。
至关重要的是,Li1.3Fe1.2Cl4在循环过程中表现出独特的动态特性,包括可逆的局部铁迁移和赋予自愈行为的脆韧转变。这实现了卓越的循环稳定性,在5℃的速率下保持了3000次循环的90%容量保持率。Li1.3Fe1.2Cl4与富镍层状氧化物的集成进一步将能量密度提高到725.6 Wh kg−1。通过利用一体化卤化物的有利动态机械和扩散特性,这项工作将一体化卤化物确立为下一代全固态电池中能量密集、耐用阴极的途径。