电解液创新突破:无负极锂电池寿命瓶颈打破,能量密度翻倍

【电力快讯】新型电解液技术助力无负极锂电池寿命突破,能量密度提升近两倍…

电解液创新突破,无负极锂电池寿命瓶颈打破

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“无负极锂电池,并非指电池没有负极,而是特指制造电池时舍弃任何负极活性材料,仅保留一块铜箔作为负极的集流体。”王建辉介绍,这种电池具有高能量密度、低成本、易组装的优势,但循环寿命极短的缺陷使其长期停留在实验室研究阶段。

无负极锂电池在充电时,锂离子容易在负极表面不均匀地沉积,形成“枝晶”,可能引发电池短路起火,消耗锂,形成“死锂”。针对这些难题,王建辉团队展开了持续研究。

穿梭耦合电解液,实现锂离子高效沉积与溶解

2020年,该研究团队发现一类含酰胺基团的溶剂表现突出。用它配成的电解液在纽扣电池中测试时,锂沉积/溶解效率显著高于对照组,还能支持高电压锂电池稳定循环。以此为突破点,研究团队研制出穿梭耦合电解液,并在软包电池中完成验证。

实验数据显示,这款无负极锂电池在无集流体修饰、无外源补锂的条件下,能量密度是当前商用电池的近两倍。在80%放电深度下,这款电池稳定充放电循环突破350次,且单位瓦时成本较商用石墨基锂离子电池降低15%—25%。

王建辉表示,这项研究为研发高性能金属电极开辟了新路径,为未来大规模量产极高能量密度电池提供了理论支持。

未来展望:高性能电池助力能源转型

随着新型电解液技术的突破,无负极锂电池的能量密度和循环寿命得到显著提升,为能源转型提供了强有力的技术支撑。未来,高性能电池将在新能源、智能电网等领域发挥重要作用。

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