结构搜索Structure Search

    全站搜索Search

    在线客服Online Support

  •  医药部客服  电子化学客服

    当前位置: 行业资讯

固态电解质和液态锂金属负极的完美结合

2018-7-3
        昨天,来自清华大学的伍晖课题组和斯坦福大学崔屹课题组合作,在国际期刊Nature Energy上发表了研究成果“An intermediate temperature garnet-type solid electrolyte-based molten lithium battery for grid energy storage”,展示了新研发的基于固态电解质的液态锂金属电池,其工作温度可以低达240℃左右,比现有智能电网储能设备的工作温度降低了200℃!
固态电解质和液态锂金属负极的完美结合
        太阳能、风能等清洁电力近年来发展迅猛,但稳定性仍需提高。而且目前全球电力资源分配十分不平衡,若想摆脱化石燃料,必须在现有的电力系统中加入关键的储能环节,让电力在空间和时间上得到更合理的再分配,并同时满足高容量、高安全性、低成本等特点。但现有智能电网电池体系亟待突破储能成本和寿命等难题,才能满足电力储能的应用需求。液态锂金属电池体系储能成本低、寿命长,在中小型分布式储能领域具有广阔应用前景,但是其一般存在以下两大问题:1)由于锂金属熔点较高,导致电池工作温度一般在450℃以上,运营成本高;2)熔融盐中锂的溶解会导致自放电和较低的库伦效率。
        为解决这些问题,研究人员以熔融锂金属为负极,熔融Sn-Pb或Bi-Pb合金为正极,石榴石型Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO)固态电解质陶瓷管,组装了两种模型电池系统:Li||LLZTO||Sn–Pb和Li||LLZTO||Bi–Pb。电解质以管状形式将熔融锂金属包裹在内,起到锂离子传导作用,同时隔离液态金属电极,同时,电池体系中形成液-固界面,而不是液-液界面,极大地降低了界面阻抗。
固态电解质和液态锂金属负极的完美结合
        研究表明,组装的Li||LLZTO||Sn-Pb和Li||LLZTO||Bi-Pb电池在电流密度为50~100 mAcm−2,240℃下,可以稳定循环约一个月,而且表现出了优异的功率容量和库伦效率。兼具高容量、高安全性和低成本的固态电解质液态锂金属电池,为大规模储能系统的进一步发展带来了新的启发。
参考文献
[1] Yang Jin, Kai Liu, Hui Wu, Yi Cui, et al. An intermediate temperature garnet-typesolid electrolyte-based molten lithium battery for grid energy storage. NatureEnergy 2018. https://www.nature.com/articles/s41560-018-0198-9.
本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑