【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化學(xué)物理研究所能源催化轉(zhuǎn)化全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)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(tuán)隊(duì)在干法電極技術(shù)領(lǐng)域取得新進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)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(rùn)性差等問題，為高比能鋰電池的開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用提供了新思路。
 

　　干法電極技術(shù)是下一代高比能鋰電池制造的關(guān)鍵技術(shù)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(shí)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(kuò)散動(dòng)力學(xué)，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(shí)面臨挑戰(zhàn)。
 

　　為了解決上述難題，在本工作中，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了厚電極專用的Li-X沸石基多功能添加劑，其多孔結(jié)構(gòu)促進(jìn)電解液的浸潤(rùn)并降低極片內(nèi)部曲折度，同時(shí)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(yīng)。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(shí)際應(yīng)用潛力。
 

　　相關(guān)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(jìn)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(guó)科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)“能源電催化的動(dòng)態(tài)解析與智能設(shè)計(jì)”、大連市科技人才創(chuàng)新支持計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。(文/圖 高云楠)