科研团队发明超薄固态电解质膜有望提升锂离子电池性能
清华大学科研团队近日在全固态锂离子电池领域取得一项重要进展，发明了一种超薄复合固体电解质膜，将其组装在固态锂离子电池上，为未来研发更安全、更高性能的锂离子电池提供了新思路。
该研究由清华大学材料学院南策文院士、沈洋教授团队完成，相关成果在国际期刊《先进能源材料》上作为当期封面文章发表。
锂离子电池是一种可以循环充放电的电池。传统液态锂离子电池中含有大量的电解液，极易造成安全隐患。一旦电池内部发生短路、过充热失控或电解液泄漏等情况，可能会造成电池起火等安全事故。
全固态锂离子电池由于采用了固态电解质替代传统的液态电解液，有望在解决锂离子电池安全问题的同时，进一步提升电池的容量、功率和寿命，符合未来高安全性高能量密度锂离子电池发展的方向。
据沈洋教授介绍，研制厚度更薄、离子电导率更高的固体电解质，对开发性能优良的全固态锂电池至关重要。鉴于此，科研团队发明了一种可弯曲的、具备高锂离子电导率的超薄复合固体电解质膜。在室温下，这种固体电解质膜的锂离子电导率高，机械延展性良好，采用该膜组装的全固态电池能够显示出其优异的循环性能。
据了解，锂离子电池使用多次后，电池容量会减少，其功率也会降低，从而影响设备性能。在实验室环境中，组装该电解质膜的全固态锂离子电池经过一千次充放电后的电池容量为92%，即使在两万次充放电后仍有71%的电池容量——这相当于装备该电池的设备充放电两万次，依旧可以正常使用。这是迄今为止报道中发现的室温下寿命最长的全固态电池。
研发团队认为，这种超薄复合固体电解质膜在移动电子设备储能电源、新能源交通工具、大型储能器件等领域均具有应用前景。此项工作将对研制超薄高性能的复合电解质材料有所启发，并为实现具有高性能的、可商业化的、实用的全固态电池指引方向。
