2022年05月29日

KAIST,开发出橡胶固体电解质……实现全球最高性能全固态电池

기사입력 : 2022-01-14 10:30

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基于弹性体(elastomer)的固体电解质模式图及被开发的全固态电池性能比较图。照片=KAIST
基于弹性体(elastomer)的固体电解质模式图及被开发的全固态电池性能比较图。照片=KAIST
KAIST生命化学工学系的金范俊(音)教授研究小组和美国研究小组,共同开发出了新型橡胶高分子电解质,从而实现了全球最高性能全固态电池。

通过充电一次,能够把目前为500km的电动汽车行驶距离,增加到800km。

13日,KAIST表示,与目前的锂离子电池相比,全固态锂金属电池(all-solid-state Li-metal battery)大幅提高了能源密度,是能够确保行驶距离并解决安全问题的“梦幻电池”技术。

在具有像橡胶一样卓越弹性的弹性体(elastomer)内部,研究小组开发出了3次元连接锂离子电导率很高的塑料晶体物质的弹性体高分子固体电解质。

研究小组开发的电解质,具有10-3 S/ cm的电导率。与现有的基于聚乙烯氧化物(PEO)的高分子电解质相比,提高了100倍左右。

像橡胶一样伸缩性优秀的电解质,抑制了锂枝晶(dendrite)的生长,从而确保了卓越的电池性能和稳定性。在电池充放电时,稳定性最大的问题是锂枝晶的生长。

在由薄锂金属负极和镍正极(NCM-Ni83)组成的全固态电池中,开发出的高分子电解质在4.5V以上的高电压下,也具有稳定的驱动。

它的能量密度是全球最高的,超过了410Wh/kg。

如果引进该技术,有望实现充电一次可行驶800km的电动汽车(目前为500km)。

KAIST的金范俊(音)教授解释说:“不仅开发出了全球最高性能的全固态电池,而且还发现了一种全新的固体电解质——弹性体电解质。这对确保材料的源泉技术,具有重大的意义。”


全球经济新闻 记者 吕永俊