“苏集创”18新利体育 创新成果推介(73)——基于硅基界面层的长循环固态锂-二氧化碳电池

发布者:柳鑫发布时间:2023-11-23浏览次数:10

“苏集创”是依托18新利体育 国家技术转移中心(18新利体育 知识产权运营中心),紧密围绕苏州产业创新集群布局,以18新利体育 等国内外知名高校、科研院所、技术创新中心的集成创新成果为标的,构建科技、产业、资本深度融合的成果发布平台。


本期向大家推介的是18新利体育 未来科学与工程学院王胜博士团队的项目:《基于硅基界面层的长循环固态锂-二氧化碳电池》


成果完成人:

王胜¹、宋虎成²、王明湘¹、徐骏²、陈坤基²(118新利体育 2南京大学)

王胜博士,18新利体育 未来科学与工程学院优秀青年学者,讲师,主要研究方向:硅基光电材料及器件,多能量域高效转换与存储材料及器件和硅基MEMS器件等。


成果简介:

探索新的能源转换、存储材料与器件是实现新能源转化和利用,发展新能源技术的关键,已成为当前研究的热点和新兴领域,对实现碳中和目标具有重要的科学意义和价值。

当前固态锂电池使用高安全性的固态电解质代替原有易燃易爆炸的液态电解质,是当下最火热,最被寄予厚望的“超级电池”研发技术路径,是未来实现碳中和出行的关键。

其中,固态锂-二氧化碳(Li-CO2)电池具有二氧化碳捕获和转换的潜在应用,其理论能量密度(1876 Wh kg-1)是现有锂离子电池能量密度(~265 Wh kg-1)的7倍,是目前能量密度最高的电池之一,已成为当前学术界研究的热点方向。

然而,锂金属电极和固态电解质之间不良的界面接触,恶性的界面氧化还原反应和锂枝晶的生长使得电池在循环过程中损失了大部分容量和功率。

因此,本文在固态电解质Li1.5Al0.5Ge1.5P3O12(LAGP)上沉积硅基薄膜界面层(如Si、SiO2、Si3N4、SiC等),即在固态电解质与金属锂之间引入硅基界面层,来提高固态电解质和锂金属负极的浸润性,改善固固接触效果,抑制锂金属对固态电解质的还原和锂枝晶在固态电解质中的生长,进而获得循环稳定的固态Li-CO2电池。