在全球寻求下一代二次电池解决方案来取代现有的锂离子技术的背景下,韩国研究人员率先研发出一种锂复合材料,该材料大大提高了安全性和使用寿命,与现有材料相比,其耐用性提高了三倍以上。
由韩国化学技术研究院 (KRICT) 的 Do-Yeob Kim 博士领导的研究小组推出了一种新型锂复合材料,可以稳定锂的生长,有效地克服了电池内锂金属不受控制的生长,而这种生长在历史上会损害电池的性能和安全性。
该研究成果发表在《先进功能材料》杂志上。
这种高稳定性锂复合材料有望显著推动锂金属、锂硫和锂空气电池的发展。通过抑制锂枝晶生长(阻碍安全和高性能电池发展的常见障碍),这种新型复合材料解决了下一代电池技术中最关键的挑战之一。
目前,石墨因其价格低廉、安全性高而成为锂离子电池的主要负极材料。然而,鉴于石墨的能量密度较低、容量有限,锂金属是下一代锂电池负极的理想替代品。
Kim 博士的团队推出了一种锂复合材料,它能促进锂的均匀生长,同时促进离子的传输。该复合材料采用一种创新方法制造,即通过物理方式将锂与电解质材料(掺杂 Al 的 Li 7 La 3 Zr 2 O 12 [Al-LLZO])混合,而不是依靠高温处理。
测试证实,这种复合材料不仅能减少枝晶生长,而且与传统锂金属相比,电池寿命延长了三倍以上,在 250 次充放电循环中表现出稳定的性能,没有明显的容量损失。此外,在特定条件下,充电速度提高了 20% 以上。
KRICT 的技术目前正在应用于锂金属和锂硫电池,并在可扩展性和大尺寸软包电池应用方面展现出良好的效果,表明了其商业潜力。