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UNIST推出全固态打印双极锂硫电池 大幅提升容量和安全性

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(图源:UNIST官网)

58京牌 ,韩国蔚山科技大学(UNIST)能源与化学工程学院Sang-Young Lee教授领导的研究团队,首次展示双极全固态锂硫电池(ASSLSBs)。该类型电池表现出卓越的安全性、灵活性和美观性。关键技术包括“打印工艺”和“双层聚合物电解质”,前者可像在物体上打印字母或图片一样制造电池,后者解决了锂硫电池长期存在的电池寿命短的问题。

锂硫电池使用锂作为负极材料,硫为正极材料,虽然能量密度大约比锂离子电池要高出5倍,但是,在充放电过程中产生的硫化物(多硫化物),会破坏电池性能。硫化物移向正极,并在正极表面形成一层薄膜,阻止锂离子传输,进而影响电流流动。

主要研究人员Se-Hee Kim表示:“与使用传统液体电解质的锂硫电池相比,采用双层固体电解质的锂硫电池,可以达到两倍以上的生命周期。这是一种固体电解质,但是可以通过柔软弯曲的凝胶,提升电池的机械和化学稳定性。另外,因为几个电池可以串联起来,工作电压很容易得到提升。”

对于制造全固态锂硫电池来说,“渐进性打印过程”具有诸多优点。比如可以在需要的部位上直接制造形状各异的电池,而不是局限于以往的方形外观。在本项研究中,研究人员在一个弯曲的机翼上,制造了一块按字母顺序排列的锂硫电池。

Lee教授说:“这项研究提出全新概念,即制造‘容量高、安全性强的全固态电池’,这是二次电池领域最受关注的问题之一。所生产的双极型ASSLSBs电池,在形状因数(form factor)、机械灵活性和安全性方面,提升至前所末有的卓越水平。”

研究人员表示,双极型打印ASSLSB工艺的问世,有望为实际制造ASSLSBs电池提供简单灵活的途径。

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