清華團隊突破!超薄復合電解質膜創全固態電池性能新高度?
文章來源:新能源網 更新時間:2025-05-27 14:08:20
清華大學材料學院南策文院士、沈洋教授團隊取得重大技術突破,成功開發出一種由硫銀鍺礦硫化物 Li?PS?Cl 與極性聚偏氟乙烯(P (VDF-TrFE))復合的超薄電解質膜。該電解質膜在性能與技術創新上表現卓越,室溫離子電導率高達 1.2 mS/cm,遠超同類硫化物電解質;在 1.0 mA/cm² 電流密度下,循環 20000 次后容量保持率仍達 71%,刷新全球全固態電池最長循環記錄;厚度僅 30 - 40 微米,具備高柔韌性與抗形變能力,可自由彎曲折疊。
在技術創新方面,團隊采用靜電紡絲 - 滲透 - 熱壓法制備復合結構,使硫化物顆粒均勻填充于 P (VDF-TrFE) 多孔框架,構建 “剛柔并濟” 的復合界面。同時,利用 P (VDF-TrFE) 極性基團與硫化物表面的強相互作用,有效抑制與正負極的副反應,實現全固態電池界面穩定。此外,還成功組裝面載量 53.1 mg/cm² 的高鎳三元正極(NCM83)軟包全固態電池,能量密度達到 390 Wh/kg。
產業化進程同樣取得顯著成果,已完成軟包全固態電池的規模化制備工藝驗證,為卷對卷量產奠定堅實基礎。相關成果以封面文章形式發表于《Advanced Energy Materials》,被國際同行譽為 “硫化物基全固態電池產業化的關鍵技術突破”。
硫化物固態電解質雖因高離子電導率成為全固態電池主流方向,但機械脆性大、界面穩定性差等問題制約其發展。清華團隊此次通過材料復合與界面分子設計,首次在超薄厚度下實現硫化物電解質超長循環性能,成功解決高離子電導率與高機械穩定性的矛盾,以及電解質 - 電極界面副反應兩大產業化核心瓶頸,為全固態電池商業化開辟關鍵路徑,將推動硫化物路線成本下降與量產進程,助力我國在下一代電池技術領域鞏固全球領先地位。
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