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崔屹(9312)团队联合设计新型电解液,实现库伦效率99.5%,有望解决金属锂电池循环寿命难题

发布时间:2021-06-06

近日,中国科学技术大学校友崔屹教授(9312)、鲍哲南教授课题组共同提出了一种全新的提升液态电解液性能设计的策略。5 月 9 日,相关研究以《双溶剂锂离子溶剂化推动高性能金属锂电池》(“Dual-Solvent Li-lon Solvation Enables High-Performance Li-Metal Batteries”)为题发表在 Advanced Materials。


图丨相关论文(来源:Advanced Materials)


目前,锂(Li)离子电池作为常用的电动车电池被广泛应用。但是,其能量密度(单位质量所能提供的能量)指标已接近能达到的理论极限,距离实际市场应用最大的问题是循环寿命差,电池内部的金属锂单质容易被电解液腐蚀,导致电池快速容量衰减。

近日,中国科学技术大学校友崔屹教授、鲍哲南教授课题组共同提出了一种全新的提升液态电解液性能设计的策略。

该策略通过设计与合成全新的溶剂分子,使其能在显著提高电解液稳定性的同时,保持锂离子溶剂化能力,使用含有这一系列溶剂分子的电解液的金属锂电池实现了高能量密度、高安全性以及优秀的循环寿命。

对金属锂负极一侧的稳定性来讲,最直接、合理的衡量指标是库仑效率(沉积一定量的金属锂之后,有多少的金属锂依然能够被可逆、再次的使用的比例)。传统电解液库伦效率大概在 95% 甚至更低,而该研究通过全新电解质设计,可使金属锂负极的库伦效率达到 99.5%。

5月9日,相关研究以《双溶剂锂离子溶剂化推动高性能金属锂电池》(“Dual-Solvent Li-lon Solvation Enables High-Performance Li-Metal Batteries”)为题发表在 Advanced Materials。该论文通讯作者为崔屹、鲍哲南,第一作者是王瀚森、俞之奡。


该研究通讯作者鲍哲南(左)、崔屹


据介绍,目前锂离子电池的生产工艺是使用液态电解液,该研究成果可与现有生产工艺 “无缝衔接”,未来或将直接、迅速落地投入到生产线,对业界具有启发作用。


崔屹(9312),纳米材料科学家、斯坦福大学教授。1998年崔屹获得中国科学技术大学理学学士学位;2002年在哈佛大学获得博士学位;2003年在加州大学伯克利分校从事博士后研究;2004年入选世界顶尖100名青年发明家;2005年进入斯坦福大学材料科学与工程系任教,先后担任助理教授、副教授、教授;2014年获得首届纳米能源奖;2017年获得布拉瓦尼克青年科学大奖之物质科学与工程技术奖;2020年当选美国科学促进会会士。主要研究方向为纳米材料在能量存储、光伏器件、拓扑绝缘体、生物及环境等方向的应用。