均质化正极材料让锂电池化身“劲量小子”

科技日报讯 记者8月2日获悉，中国科学院青岛生物能源与过程研究所(以下简称“青岛能源所”)研究员崔光磊团队开发出一种均质化正极材料——锂钛锗磷硫硒。这种全新的电极材料兼具电导率高、放电比容量高、使用寿命长等优势，可显著提升电池性能，为新能源汽车、储能电网、深海、深空等装备提供安全、耐久、可靠的动力源。相关研究成果近日发表于国际学术期刊《自然·能源》。

崔光磊介绍，新材料的离子电导率、电子电导率比传统电池材料高出1000倍以上。这意味着即便不依赖导电助剂，电池正极也能顺畅地完成充放电过程。

该材料的放电比容量达到每克250毫安时，超过了目前使用的高镍正极材料。在相同的重量或体积下，使用新材料的电池相较于传统电池能够存储更多的电能，在单次充电的情况下可持续运行更长时间。并且，使用这种材料后可使电池体积显著减小，有助于设计更紧凑的致密储能设备。

值得一提的是，在充放电过程中，新材料的体积变化仅为1.2%，远低于传统正极材料。较小的体积变化有助于维持电池结构的稳定性，从而延长电池使用寿命。

研究团队发现，使用这种新材料的全固态锂电池，能量密度达到每千克390瓦时，是目前市场上最先进锂离子电池的1.3倍。

“使用该材料的全固态锂电池可以实现大于10000圈的超长循环，电池在经过5000次充放电循环后，仍可保持80%的初始容量，使用寿命更长，能够提供更充足的电量。” 崔光磊说，新材料对开发高能量密度、长使用寿命的储能设备具有重要意义，为全固态锂电池的商业化应用奠定了基础。