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钠电池耐寒性获突破,固态锂电池能量密度达525 Wh/kg:上海大学团队最新成果

创作时间:
2025-01-22 01:45:17
作者:
@小白创作中心

钠电池耐寒性获突破,固态锂电池能量密度达525 Wh/kg:上海大学团队最新成果

近日,上海大学蒋永教授团队在新能源车电池技术领域取得重大突破,其最新研究成果为固态电解质和锂金属电池的性能提升提供了新的解决方案。这一突破不仅有望推动新能源汽车的技术进步,还为未来的储能解决方案提供了新的思路。

01

钠金属电池性能突破:阴离子受体添加剂的创新应用

蒋永教授团队在钠金属电池研究方面取得了重要进展。他们发现,通过在电解质中引入一种新型阴离子受体添加剂——4-氨基苯硼酸皮那醇酯(ABAPE),可以显著改善电池的性能。这种添加剂能够减弱阴离子与阳离子之间的耦合,从而加速Na+的传输动力学。

理论计算和X射线光电子能谱与深氩离子蚀刻的结果表明,ABAPE的加入改变了Na+的溶剂化结构,降低了解溶解障碍,并形成了稳定致密的电极-电解质界面。此外,ABAPE还能与H2O/HF形成氢键,有效防止NaPF6的水解并稳定酸性物质。

实验结果显示,添加了ABAPE的Na||Na3V2(PO4)3(NVP)全电池在1 C下循环1200次后,容量保持率为84.29%。更令人惊喜的是,在-40°C的极端低温条件下,该电池循环150次后容量没有衰减。这一突破性成果发表在国际知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上,为超低温钠电池性能的改善提供了新的思路。

02

全固态锂硫电池:高比能量与长寿命的双重突破

在全固态锂硫电池领域,蒋永教授团队同样取得了令人瞩目的成果。他们开发的“高比能量长寿命全固态锂硫电池”项目,成功克服了液态锂硫电池存在的穿梭效应、锂枝晶生长、界面副反应和热稳定性差等不足。

该团队采用原位聚合凝胶电解质技术,实现了电池在室温下以0.5 C电流密度循环500圈后容量保持率达80%的优异性能。目前,蒋永团队开发组装的固态锂硫软包电池能量密度已达到525 Wh/kg,这一指标远超传统锂离子电池的能量密度。

值得一提的是,该电池所用原材料来源广泛,且具有能量密度高、安全性好、循环寿命长等优点,展现出巨大的应用前景。这一创新成果在第24届中国国际工业博览会上荣获高校展区创新奖,充分展示了其在新能源车领域的巨大潜力。

03

展望未来:从实验室到产业化

蒋永教授团队的这些研究成果不仅在学术界引起了广泛关注,更为新能源车行业带来了新的希望。随着全球对清洁能源和高效储能系统需求的不断增长,固态电解质和锂金属电池技术有望成为下一代电池技术的主流。

然而,从实验室成果到大规模产业化应用,仍面临诸多挑战。例如,如何进一步提高电池的能量密度和降低成本,如何确保大规模生产过程中的安全性和一致性等。蒋永教授表示,未来的研究将聚焦于解决这些关键问题,推动这些创新技术早日实现商业化应用。

蒋永教授团队的最新研究成果,不仅展示了中国在新能源车电池技术领域的创新能力,也为全球能源转型和可持续发展贡献了新的解决方案。随着研究的不断深入和产业化进程的推进,我们有理由相信,这些创新技术将在不久的将来为我们的生活带来革命性的变化。

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