我國科研團隊成功開發新型硫化物固體電解質

人民網北京6月30日電 （記者趙竹青）記者近日從中國科學院青島能源所獲悉，該研究所開發出兼具高導電率，高耐水性，柔軟性好的新型硫化物固體電解質，有望解決全固態電池固-固物理界面接觸不良的難題。同時，新型高熵鋰合金負極也取得突破，以此組裝全固態電池在高倍率下可實現一分鐘充放電。

該研究團隊由青島能源所研究員武建飛領銜，長期深耕硫化物全固態電池領域產業化核心技術與工藝。團隊圍繞關鍵材料與核心工藝持續攻關，已打通硫化物全固態動力電池產業化制備技術瓶頸，目前正通過優化全流程工藝參數，加速推進硫化物全固態動力電池產業化進程。

硫化物全固態電池憑借高能量密度、優良的低溫性能和本征安全等優勢，成為一項顛覆性的世界前沿科技。掌握全固態動力電池技術成為各國搶占新能源汽車領域制高點的重要關口。

武建飛介紹，固體電解質是全固態電池的核心關鍵材料。近期，團隊通過對硫化物固體電解質的化學改性，其空氣穩定性較常規的鋰磷硫氯固體電解質提升了10余倍，顯著降低了生產成本，且在更高露點溫度下仍能保持性能穩定。經檢測，該固體電解質室溫離子電導率可與液態鋰電電解液水平相當。更重要的是，其在保持高離子電導率和高耐水性的同時，柔韌性與延展性更優，可通過彎曲和延展靈活適配電池形狀與體積變化，更有利于與電極材料緊密貼合，有效降低電池內部電阻、提升倍率性能，且反復充放電不易龜裂，可顯著抑制電池性能劣化。此外，該電解質對鋰的穩定性更出色，界面副反應減少，可大幅提高電池循環壽命，同時降低制備加工難度，助力電池性能充分釋放。

在負極材料研發方面，團隊同樣取得可喜進展。新開發的金屬鋰負極在固態電池中表現出超高的倍率性能，可實現近一分鐘快速充放電，并穩定循環超過1500次。該負極材料采用多元合金化策略，通過構筑高熵合金，利用多種元素的協同耦合作用提高了金屬鋰負極的化學和電化學穩定性，從而有效抑制鋰枝晶的生長，同時一體化的合金載體能夠為金屬鋰的沉積提供高效遷移路徑，提高了負極電化學反應活性，使金屬鋰負極即使在大電流反復充放電過程中依然保持穩定。采用鋰合金負極，有望開發出具有超高能量密度的全固態電池產品。

目前，研究團隊已打通硫化物全固態動力電池產業化制備技術瓶頸，并通過對全流程工藝參數的不斷優化，確立了從材料制備改性到電池生產的連續化方案，已具備量產技術，計劃于今年8月份推出硫化物全固態動力電池試制樣品，并盡快有機切換到量產技術，力爭率先在國內建成10兆瓦以上的量產線。