新加坡研發實用的半固態電解質提升鋰硫電池

據外媒報道，新加坡研究所納米生物試驗室（NBL）的研究人員，開發了一種半固態電解質，可以提高鋰硫電池電池的穩定性，使其更安全可靠。這一研究成果為研發安全鋰硫電池供應了可行的處理辦法。

鋰硫電池具有高理論能量密度（2600Wh/kg），且材料成本低廉，對環境友好，因此，自從概念提出，就受到社會各界的重視。

但是，鋰硫電池成熟產品遲遲未能實現工業使用，其緊要妨礙就在于安全性問題沒能處理，原由就在于鋰硫電池電池中的液體有機電解質易泄漏且易燃。

研究組負責人Ying教授表示：“由液體和固體組成的混合準固體電解質，稱得上是一種實用的折衷辦法，既能使電池保持安全性，又能實現良好的性能。”

為此，該研究團隊開發出了制備LLZO薄片的新辦法，用于構建電解質框架。此外，還將LLZO薄片制成可以吸收液體電解質的多孔膜，設計出一種混合準固態電解質。

Li7La3Zr2O12（LLZO）材料離子電導率高，而且具有優異的化學和電化學穩定性。這種電解質是非剛性結構可與電極保持良好接觸，且在操作和電池包裝過程中不易開裂，有利于提高電池的安全性和性能。此外，NBL半固態電解質能在較大電壓范圍內保持穩定，可與不同的鋰電池電極材料兼容。

該研究團隊表示，在實驗過程中，新型電解質在1.5mg/cm2的負載密度下，可實現高倍率性能（1和2C分別為~515mAh/g和~340mAh/g）。關于鋰硫混合準電池來說，這是目前所能達到的最佳性能之一。

實驗結果聲明，此類3D片層架構關于提升電池性能至關緊要。新型電解質制成的鋰硫電池表現出高容量、快速充放電能力，而且可以抑制多硫化物穿梭，電池性能穩定。

該團隊正尋求開發可實現商業化的新型鋰硫和鋰固態電池。

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