北大团队突破全固态锂硫电池技术,实现快速充电与超长寿命

随着对高能量密度、长寿命电池需求的增加,全固态电池因其高安全性和比能量成为电动交通等领域的理想选择。北京大学材料科学与工程学院庞全全团队近日取得重大突破,开发出一种新型玻璃相硫化物固态电解质材料,显著提升了全固态锂硫电池的快充性能和循环寿命。

该研究发表于国际学术期刊《自然》,揭示了一种基于碘元素氧化还原活性的新机制。通过引入含有碘元素的电解质,庞全全团队成功激活了传统电池中难以进行的两相界面反应,实现了快速固固硫反应。这一创新不仅解决了电解质充电副反应的问题,还使电池具备分钟级快充及万次循环充电的能力。

实验结果显示,基于这种新材料的全固态锂硫电池在2C倍率下释放出1497 mAh g⁻¹的高比容量,并在20C超高倍率下仍保持784 mAh g⁻¹的容量。此外,原型电池在25°C环境下以5C倍率循环25000次后,仍能保持80.2%的初始容量,展示了优异的循环稳定性。

这项成果为下一代高比能、高安全、低成本的动力电池提供了新的技术方案,有望广泛应用于汽车动力电池、低空飞行器及高端电子产品等领域。

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