中国科学家在锂金属电池领域获重大进展
中国能源产业发展网 发布时间：
2025-01-17 10:06
来源: 中国科技网
1月13日，记者从华南理工大学获悉，该校严克友教授团队在锂金属负极界面表面构建了同时具有高电子绝缘性、高离子电导率和高化学稳定的理想型固态电解质界面，提升了锂金属电池的性能和安全性。相关研究成果已发表在学术期刊《自然》上。
目前基于锂离子电池的碳酸酯基电解液体系，与锂金属电池仍然无法很好地兼容。“根本原因在于目前的商业电解液无法在锂金属负极表面形成稳定的固态电解质界面。这种缺陷不仅会造成锂枝晶的生长，带来电池爆炸的风险，还会严重影响锂金属电池的循环寿命。”严克友说。如何在锂金属负极界面表面构建同时具有高电子绝缘性、高离子电导率和高化学稳定的理想型固态电解质界面，一直是该研究中的关键难题。
对此，研究团队验证了以t-LiZrF晶体构建理想型固态电解质界面的可行性，首次提出用电场驱动m-LiZrF转化为t-LiZrF来构筑固态电解质界面的策略。研究团队利用单斜相m-LiZrF纳米颗粒作为添加剂，成功在锂金属负极表面构建了具有优异电化学性能的基于三方相t-LiZrF固态电解质界面，实现了锂金属电池在高载量、低N/P值和超高倍率下的稳定循环，能够在2C的倍率下循环3000次后依然拥有80%的容量保持率，达到同级别最高水平。该研究为锂金属负极界面保护提供了新的研究材料和思路。
据介绍，由于m-LiZrF纳米颗粒的合成工艺简单，具备大规模生产条件，为锂金属电池的广泛应用提供了解决方案。该成果将为研发、制造新一代高性能锂电池、推动新能源汽车以及光伏-储能一体化等领域发展提供新的关键技术。
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