研究人员提出使用锡基材料作为全固态锂离子电池的优质阳极
2024-10-24 14:03
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韩国电工技术研究所(KERI)与金乌国立技术学院和仁荷大学合作,在固态电池(SSB)领域取得了重要进展。他们研发出一种新型阳极材料——锡基合金FeSn2,为SSB的性能提升开辟了新途径。

SSB采用固体电解质,相较于传统锂离子电池,具有更低的火灾和爆炸风险。然而,其“固体”性质对负极材料的选择提出了更高要求。锂金属作为常用负极材料,存在枝晶生长导致的内部短路问题。硅阳极材料则面临电子和离子电导率低、体积膨胀等挑战。

FeSn2阳极材料在反复充放电过程中,因复合反应而粒径减小,维持了内部固体颗粒间的长时间接触,形成致密均匀的电极。其高弹性和变形能确保了良好的电化学稳定性,不易开裂。

研究团队通过测试SSB全电池验证了FeSn2阳极的优越性。该电池采用FeSn2阳极、NCM622阴极和硫化物固体电解质,面积容量高达15.54 mAh/cm2,是传统锂离子电池的五倍。此外,在高倍率充电和放电循环测试中,容量保持率超过70-80%。

KERI团队还将FeSn2阳极应用于原型软包电池,评估其在SSB中的性能。记录的能量密度高达255 Wh/kg以上,显示出巨大的商业潜力。这一研究成果有望推动SSB技术的进一步发展,为新能源领域注入新活力。

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