青岛能源所突破硫化物全固态电池技术，室温下实现高比容量

青岛能源所突破硫化物全固态电池技术，室温下实现高比容量

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中国科学院

等

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来源

1.

http://www.qibebt.cas.cn/news/kyjz/202408/t20240802_7240348.html

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https://finance.sina.com.cn/stock/zqgd/2025-01-04/doc-inecvezt3691724.shtml

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http://finance.people.com.cn/n1/2024/1230/c1004-40392516.html

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https://www.stdaily.com/web/gdxw/2025-01/01/content_281626.html

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https://www.cas.cn/syky/202405/t20240517_5014994.shtml

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https://snm.usst.edu.cn/html/2024/3/20240309.htm

青岛能源所近日在硫化物全固态电池领域取得重大突破。研究团队通过创新性的掺镍三相界面复合正极设计，成功实现了室温下高比容量的硫化物全固态电池，这一突破有望为电动汽车和无人机等领域的电池技术带来革命性进展。

在这一突破性研究中，青岛能源所的研究团队采用了独特的掺镍三相界面复合正极设计。通过硫气相沉积和机械球磨的方法，他们将镍元素掺杂到碳纳米管中，形成了一种新型复合正极材料。

这种设计具有以下优势：

• 物理限制作用：碳纳米管的结构能够有效限制硫在充放电过程中的体积膨胀，保持电极结构的稳定性。
• 催化作用：微量掺杂的镍元素能够催化硫与硫化锂之间的转化反应，显著提高电化学反应活性。
• 三维导电网络：磷修饰碳纳米管形成的三维导电网络，不仅提高了材料的导电性，还促进了离子的快速传输。

实验结果显示，采用这种新型复合正极的全固态锂硫电池展现出优异的电化学性能：

• 在60℃条件下，放电比容量高达1519.3 mAh g-1，接近理论比容量。
• 更重要的是，在室温条件下，放电比容量仍能达到1060.9 mAh g-1，实现了室温下高比容量Li2S的重大突破。

这一突破解决了传统硫化物全固态电池在室温下性能不佳的问题，为其实际应用扫清了重要障碍。

硫化物全固态电池具有传统液态锂离子电池无法比拟的优势：

• 高能量密度：理论能量密度可达800 Wh/kg，远超当前商业化锂电池的300 Wh/kg。
• 高安全性：固态电解质替代了易燃的液态电解液，大大提高了电池的安全性。
• 优异的温度适应性：在宽温度范围内都能保持良好的性能，适用于各种极端环境。

这些优势使其成为电动汽车、无人机等高能量密度需求领域的理想选择。青岛能源所的这一突破，为全固态电池的商业化应用铺平了道路，有望在未来几年内实现大规模应用。

硫化物全固态电池作为下一代电池技术的重要发展方向，已经吸引了全球众多科研机构和企业的关注。青岛能源所的这一研究成果不仅展示了中国在前沿电池技术领域的创新能力，也为全球电池技术的发展注入了新的动力。

随着技术的不断进步和成本的逐步降低，硫化物全固态电池有望在未来5-10年内实现商业化应用，为新能源汽车、可再生能源存储等领域带来革命性的变化。

这一突破性成果已发表在国际学术期刊《能量储存杂志》上，论文题目为“Nickel-doped CNTs composite as cathode by sulfur vapor deposition for high-performance all-solid-state lithium-sulfur batteries”。