东亚大学 Lee Jeonggyu 教授团队实现下一代高性能“锂-硫全固态电池”
化学工程权威期刊《Chemical Engineering Journal》刊登
有望应用于电动汽车、无人机、机器人等多种IT设备
东亚大学(校长 Lee Haewoo)7日表示,化学工学科(BK21 Four)Lee Jeonggyu 教授团队开发出一项可高性能实现下一代“锂-硫全固态电池”的技术,并将相关论文发表于4月号《Chemical Engineering Journal》(影响因子13.4,期刊引文报告前3.7%)。
本论文在科学技术信息通信部下属科学技术事业化振兴院的“下一代有望种子技术实用化快速推进项目”和韩国能源评价院的“能源人才培养项目”支持下开展。论文第一作者为东亚大学博士 Karuppu Murugesan,研究生 Bae Jeongwoo、Son Chansik 以共同作者身份参与。
锂-硫二次电池正作为低成本、高能量的下一代二次电池进行开发,但由于硫的导电性较低,在放电过程中需使用过量液态电解质,并在此过程中出现锂多硫化物溶出与迁移问题,因此被认为难以实现理论容量(1675mAh/gs)及高充放电效率(> 99%)。
为解决液态电解质基锂-硫二次电池的上述问题,Lee Jeonggyu 教授团队设计了“锂-硫全固态电池”,并取得了实现接近硫理论容量的高容量和高充放电效率的研究成果。
为此,Lee Jeonggyu 教授团队应用其既有的源头专利技术,将硫均匀负载于具有理想尺寸微孔(直径约10纳米左右)的碳颗粒内部,并少量添加碳纳米管作为导电剂,制备出“复合正极材料”。
研究团队还采用溶液混合法,确保正极材料与硫化物系全固态电解质之间的界面稳定性,从而成功实现了接近硫理论容量的最高水平容量(> 1550 mAh/gs)以及99.9%、可循环300次的充放电效率。
Lee Jeonggyu 教授表示:“与使用高价金属氧化物正极的既有锂二次电池相比,锂-硫全固态电池在价格竞争力方面具有压倒性优势(镍=1.6214万美元/吨,硫=115美元/吨,为2025年国际价格),其在防爆安全性和能量密度方面也更具优势,将被开发为下一代二次电池。”他还表示:“不仅电动汽车,今后在无人机、机器人等多种信息技术设备上的应用也令人期待。”
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