(圖片來源:A * STAR官網)據國外媒體報道，來自新加坡A * STAR研究所納米生物學實驗室(NBL)的研究人員開發出了一種半固體電解質，可以提高鋰硫電池的安全性，而不會影響電池性能。這一突破為鋰硫電池作為各種電子和儲能應用的高效電源解決方案鋪平了道路。制約鋰電池工業化應用的主要障礙是安全性。因為電池中的液態有機電解液極易燃燒，容易泄漏；此外，電池需要熱性能和機械性能都不穩定的電極隔板。盡管固態電解質顯示出提高鋰電池安全性能的潛力，但是這種電解質和電極之間的不良接觸以及低離子電導率導致電池的不良導電性和性能。研究小組負責人Jackie y . Ying教授說:“由液體和固體組成的混合準固體電解質可以被認為是一種實用的折中方案，它可以保持電池的安全性并實現良好的性能。然而，固體元件的高電阻對電池性能有顯著影響。為了克服這個問題，我們重建了固體部件的微觀結構。我們的新解決方案不僅可以解決電解質泄漏的問題，而且具有穩定的熱性能和機械性能。”性能。“NBL研究小組設計了一種混合準固體電解質，使用Li7La3Zr2O12 (LLZO)薄片制作多孔膜，可以吸收液體電解質。該團隊還開發了一種新的方法來制備用于構建電解質框架的LLZO片材，并將這種一步法制作3D框架的方法命名為“紙杯蛋糕法”。".研究人員青睞LLZO材料，因為它們具有高離子電導率和優異的化學和電化學穩定性。得益于非剛性結構，這種電解液能與電極保持良好接觸，在運行和電池組裝過程中不易開裂，有利于提高電池的安全性和性能。此外，NBL半固體電解質可以在很寬的電壓范圍內保持穩定，并與不同的鋰電池電極材料兼容，包括高壓正極。由NBL新電解質制成的鋰硫電池具有高容量、快速充放電能力，并能抑制多硫化物的穿梭，電池性能穩定。在測試過程中，新電解質可以在1.5 mg/cm2的負載密度下實現高倍率性能(1和2C分別為約515 mAh/g和約340 mAh/g)。對于鋰硫混合準固態電池，這是目前可以實現的最佳性能之一。應教授說:“我們發現，這種基于3D芯片的架構對于提高電池性能至關重要。此外，我們的系統在極端溫度下表現出出色的穩定性。結果表明，我們的芯片結構有很大的潛力作為框架的其他半固體鋰電池。“NBL團隊正在開發可以商業化的新型鋰離子電池、鋰硫電池和鋰固態電池。
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