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全固态电池迎技术革新:马里兰大学团队制备高能量密度的锂硫电池，有望用于电池产品和电动车等领域
“这是我博士阶段的最后一个项目， 在世界上首次实现了氧化物固态锂硫电池的全固态化，完全不需要添加任何液态电解液。 该技术在固态电池领域里属于技术革新，并且基于电池的原材料和制备方法，有利于该全固态电池的大规模商业化生产。”美国马里兰大学博士毕业生表示。 图丨石昌民（来源：） 最近十几年以来，固态锂硫电池逐渐地发展起来，但实现“全”固态氧化物固态电解质的锂硫电池仍存在严峻的挑战。终其原因，硫正极本身绝缘且氧化物固态电解质非常怕压、易碎，这会导致正极和电解质之间的接触变得非常差。 在以往的研究中，氧化物固态电池在硫正极和石榴石型氧化物固态电解质氧化物固态电解质（Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ，LLZO）之间都需要添加少量的液态电解液，来保证正极和 LLZO 之间有良好的接触和锂离子传输。相比于传统手段，运用 LLZO 的全固态锂硫电池有望实现超高的能量密度。 为改善固态正极结构的界面接触、离子和电子传导， 美国马里兰大学团队制备了一种具有固态硫正极的全固态石榴石电池，他们运用 LLZO 固态电解质首次实现了全固态锂硫电池。 而这次能成功制备出“全固态”锂硫电池的关键，在于他们发现了一种固态低熔点锂盐。并且，全固态电池中的材料除硫活性物质以外，全部使用无机材料，为电池的不可燃做好了充分的准备。 固态低熔点锂盐本身具有较高的离子电导率，在室温下可达到 10 -5 S/cm。 利用这种固态低熔点锂盐，首次实现了高能量密度的全固态锂硫电池，其在 60℃ 的高电流密度下可稳定循环 200 圈，并保持 0 容量衰减。 审稿人对该技术评价称，这是很薄的石榴石电解质制成的真正固态电池，文献中描述的大多数工作使用厚颗粒，并在阴极侧添加液体来保障系统工作。 图丨相关论文（来源：ACS Energy Letters） 日前，相关论文以《由无机锂盐和双层电解质结构实现的全固态石榴石型硫化聚丙烯腈/锂金属电池》（）为题发表在 ACS Energy Letters 上[1]。 马里兰大学博士毕业生为该论文第一作者，马里兰大学艾瑞克·D·沃克斯曼（）教授为论文通讯作者。 首次实现高能量密度的全固态锂硫电池 该研究首次实现了运用氧化物固态电解质的“全”固态锂硫电池，但着手研究一个全新的方向谈何容易。在研究初始阶段，其实并没有抱有很大的希望，因为此前没有人做出来过。 而且，科学家们也普遍认为氧化物全固态锂硫电池“目前来看是没有希望实现的”，因为需要克服的技术难题和其他的电池体系相比实在太多了。 但是他认为，作为一名博士生即便需要花大量时间、精力以及承担失败的“高风险”，也还是需要“放手一搏”去试试。“一开始探索方法可行性的时候我是非常小心的，因为可能一个不留神，一个好的试验方法就被浪费掉了。”他说道。 图丨阴极和阴极/LLZO 界面的全固态石榴石锂硫电池的形态学特征，图片为横断面扫描电镜图像（来源：ACS Energy Letters） 在做文献调研时，发现此前几乎没有实现过类似的工作。因此，他从原始的物质性质资料入手，进行各种尝试，以此获得创新灵感。各种材料性质和实验手段大概测试了半年多的时间，才发现了现在论文中使用材料的可行性。 该研究最大的难点在于，必须确保复合正极颗粒和颗粒之间有良好的接触，他在该方向做了很长时间的研究以及探索。 他开发了一种新颖的三相硫正极，其由硫化聚丙烯腈（sulfurized polyacrylonitrile，SPAN）、熔融双锂（氟磺酰）酰亚胺（lithium bis-（fluorosulfonyl）imide，LiFSI） 和纳米石墨烯线（nano graphene wire，NGW） 混合而成。用纳米石墨烯线代替传统的炭黑，产生了机械强度更高的复合正极，同时保持了连续的电子传导。 图丨由新型三相阴极和双层-LLZO 电解质结构实现的全固态石榴石型 Li-S 电池的示意图。通过在 SPAN+NGW+LiFSI 混合物中熔化 LiFSI 并进行冷却，得到了 SPAN+NGW+LiFSI 复合阴极。灰色粒子、黄色粒子和黑线分别代表 LiFSI、SPAN 和 NGW（来源：ACS Energy Letters） 让人意外的是，课题组成员所用的固态低熔点锂盐和活性硫材料之间有非常良好的化学稳定性。“这出乎我的意料，因为测试一开始我觉得它们肯定会产生很严重的副反应，没想到尝试后发现及居然是稳定的。”回忆道。 LiFSI 向复合正极中的熔融渗透，极大地改善了阴极内的颗粒间接触和阴极/电解质界面接触。使用热处理过的三相阴极的全固态锂硫电池在 60℃条件下，表现出稳定的循环性能。 其中，在 0.167mA/cm 2 下具有 1400mAh/g 的高平均放电容量，超过 40 次循环；在 0...
智能设备 2023-05-14 11:22:18 -
滴滴自动驾驶：2025年将推出首款量产L4无人驾驶新能源车
5月10日消息，滴滴自动驾驶与广汽埃安共同发布无人驾驶新能源量产车项目“AIDI计划”，并宣布将成立合资公司。这是继2021年滴滴自动驾驶和广汽埃安签署战略合作后，双方首次对外公布合作进展...
互联网 2023-05-10 17:26:04 -
AMD宣布将于6月13日举办活动：展示下一代数据中心和AI技术
AMD宣布，将于2023年6月13日举办名为“AMD数据中心和人工智能技术首映式”的活动，通过现场和直播的方式展示公司的发展战略，以及不断扩大的数据中心和人工智能产品组合和能力。AMD似乎希望通过加速人工智能业务的发展，紧随英伟达的脚步，在蓬勃发展的人工智能领域获得更多收益...
智能设备 2023-05-10 10:49:12 -
科技昨夜今晨0510：北京消协要求不得强制扫码点餐
“科技昨夜今晨”，是IT之家全新推出的内容形式，为大家汇总科技行业重大重要事件。今天是2023年5月10日，星期三，大家早上好，下面开始播报：1、任天堂确认明年4月前不会发布新机型5月9日消息，任天堂公司公布截至2023年3月31日的财年业绩，显示Switch的销量出现了下滑，同时暗示在2024年4月之前不会推出新的硬件...
智能设备 2023-05-10 10:48:57 -
马斯克再次杠上扎克伯格：WhatsApp不可信！
5月10日消息，有推特工程师爆料称，Meta旗下即时通讯软件WhatsApp在他睡觉时试图访问其安卓手机的麦克风。其后，推特首席执行官埃隆·马斯克（ElonMusk）在推特上评论称这款应用不可信...
业界动态 2023-05-10 08:01:25 -
纵横股份：大载重无人机即将首飞，IPO扩产项目投产在即｜直击股东会
（纵横股份产品展示，来源：钛媒体APP拍摄）“2023年，随着国内外经济持续复苏，预计无人机行业将保持30%至50%的快速增长态势。我们公司也将在行业发展机遇下，继续加强国内外市场开发，深化无人机系统在安防应急、能源巡检、智慧城市等领域的应用，实现良性发展...
智能设备 2023-05-09 12:43:03 -
想走出这个实验室，一台手机要被机器人“敲打”20万次
杨净发自凹非寺量子位|公众号QbitAI北京一个150平米的厂房里，一群装有摄像头和AI算法、可自主行动的机器人正在7*24小时不间断地运作。他们只有一个目的：“攻击”人类的智能手机...
智能设备 2023-05-08 13:15:50 -
蚂蚁链发布Web3全栈技术服务，与产业伙伴、开发者共建开放生态
4月26日，2023蚂蚁数科开发者大会在杭州举行，新一代Web3开放联盟链正式亮相。在现场，围绕区块链平台互联互通的生态发展，文化和旅游部艺术发展中心数字艺术与区块链实验室、浙江文化产权交易所、上海市数商协会、福建省厦门市鹭江公证处与蚂蚁链共同启动生态共建仪式，将积极推进数字资产有序健康发展，培育健全数字资产要素市场生态...
区块链 2023-04-27 19:33:57 -
美团无人机上海首条常态商用航线落地金山，可提供“3公里15分钟达”服务
4月27日消息，美团无人机与百联股份旗下百联金山购物中心达成合作，双方以百联金山购物中心为起点的上海首条无人机常态化商用航线正式启用，为周边居民提供“3公里15分钟达”的配送服务体验。据了解，百联金山购物中心隶属于百联股份，是金山区建设的首批大型商业综合体...
互联网 2023-04-27 17:24:17 -
探访大疆全域数字化无人巡检成果：“遍地开花”的大疆机场
近日，网易科技随大疆团队来到位于祖国东南部的福建第一大岛--平潭岛，参与“全域数字化无人巡检”成果展示活动。在此之前，我们从未如此直观地感受过现代科技与基础电力的紧密关联...
智能设备 2023-04-25 21:11:45 -
第二届“长江杯”动力电池集成及管理技术挑战赛初赛在京举办
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智能设备 2023-04-24 18:02:18 -
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智能设备 2023-04-24 18:02:16
