在当今能源领域,固态电池因其卓越的性能和广阔的应用前景,成为科研的热门方向。
清华大学在固态电池研究方面成果斐然,接连取得重大突破。清华大学化学工程系张强教授团队在全固态金属锂电池的研究中表现出色。他们提出了一种原位体相结构调控策略,构建了快速稳定的 Li+/e−通路,促进了电极反应动力学,显著提升了全固态金属锂电池的性能。
此外,清华大学材料学院南策文院士、沈洋教授团队成功研发出一种可弯曲的、具备高锂离子电导率的超薄复合固体电解质膜。采用该薄型复合电解质膜组装的全固态电池展现出优异的循环性能,在室温下 1.0mAcm-2 的电流密度下,1000 次循环后的容量保持率为 92%,20000 次循环后仍有 71%,这一成绩堪称迄今为止报道中室温下循环寿命最长的全固态电池。
清华大学深圳国际研究生院材料研究所深圳全固态锂电池电解质工程研究中心的团队也有创新之举。他们将陶瓷和聚合物两种主要的固态候选材料结合,形成全新的复合电解质。新开发的陶瓷填料缓解了复合固态电解质的局限性,增加了离子数量和移动速度。实验表明,这种新型电解质在低温下仍能保持高电导率和优异的循环稳定性。
这些研究成果不仅为固态电池的发展提供了新的思路和方法,也为解决传统液态电解质锂离子电池易燃、效率受限等问题带来了希望。固态电池的优越安全性和更高能量密度,使其有望在智能手机、笔记本电脑、电动汽车等众多领域广泛应用。
然而,目前固态电池研制成本较高,大规模投入商业使用仍面临挑战。但随着技术的不断进步和研究的深入,相信在不久的将来,清华大学的研究成果将助力固态电池实现商业化应用,为能源存储和利用带来革命性的变革。
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