【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化學物理研究所能源催化轉(zhuǎn)化全國重點實驗室動力電池與系統(tǒng)研究部(DNL2900組群)陳忠偉院士、張永光研究員、羅丹研究員團隊在干法電極技術領域取得新進展。團隊創(chuàng)新性地將多功能鋰離子交換沸石(Li-X)加入高載量干法工藝制備的鋰電池正極中，有效解決了超高面載量下電極離子和電子傳輸遲滯、電解液浸潤性差等問題，為高比能鋰電池的開發(fā)和實際應用提供了新思路。
 

　　干法電極技術是下一代高比能鋰電池制造的關鍵技術之一，在高面容量電極開發(fā)及提高制造效率方面具有重要的意義，有望提高電池的能量密度并降低制造能耗，從而實現(xiàn)電池的降本增效。然而，隨著電極厚度的增加，電極內(nèi)部離子傳輸受到阻礙，限制了鋰離子的擴散動力學，降低了活性物質(zhì)的利用率，使得電池的性能在電極厚度增加時面臨挑戰(zhàn)。
 

　　為了解決上述難題，在本工作中，團隊設計了厚電極專用的Li-X沸石基多功能添加劑，其多孔結(jié)構促進電解液的浸潤并降低極片內(nèi)部曲折度，同時Li-X作為固態(tài)電解質(zhì)，引入后可改善電極內(nèi)部的鋰離子傳輸能力，降低電極內(nèi)部不均勻極化，抑制正極表面的副反應。研究表明，加入Li-X添加劑后，載量66mg/cm2的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NMC811)正極具有12.8mAh/cm2的高面容量，所制備的鋰金屬軟包電池表現(xiàn)出464Wh/kg的高能量密度，展現(xiàn)出優(yōu)越性能和實際應用潛力。
 

　　相關研究成果以“Design lithium exchanged zeolite based multifunctional electrode additive for ultra-high loading electrode toward high energy density battery”為題，發(fā)表在《先進能源材料》(Advanced Energy Materials)上。該工作的第一作者是我所DNL2900組群博士后高云楠。該工作得到中國科學院B類先導專項“能源電催化的動態(tài)解析與智能設計”、大連市科技人才創(chuàng)新支持計劃等項目的資助。(文/圖 高云楠)