兼具高能量密度和高安全性的准固态可充电锂离子电池新体系

关键词：兼具高能量密度和高安全性的准固态可充电锂离子电池新体系

针对现有锂离子电池体系在能量密度与安全性上的瓶颈，王治宇、邱介山教授团队利用凝胶电解质中硫化锂正极与硅负极之间的稳定多电子氧化还原反应，在实现高能量密度（506-802 Wh kg-1）的同时，从原理上根除了高活性金属锂负极或释氧正极对电池寿命与安全性的影响，发展了一类具有本质安全性的高能量准固态锂离子电池新体系。获得的软包电池在过热、内/外部短路、机械穿刺/切割及水/氧破损等滥用条件下均具有良好的稳定性，且可在-20 至 60oC 宽温区内正常工作。在联用原位紫外光谱、原位 X 射线衍射及原位电化学阻抗谱深入理解揭示其多硫化物介导反应机理基础上，发展了限域空间内构建导电吸附-催化双功能活性位点，提升电池在低离子迁移率凝胶电解质中氧化还原反应效率的有效策略。此项工作为弥补二次电池安全性与能量密度之间的鸿沟，发展高可靠性、高环境适应性的新型电池提供了新的思路，在载人交通工具、空间技术、植入医疗等对储能技术安全性、可靠性需求突出的领域极具应用前景。