31日,记者获悉,辽宁科技大学“辽宁省能源材料与电化学重点实验室”在低温锂硫电池、固态锂金属电池和锂离子电池硅负极应力管理等研究领域取得新进展。
据了解,锂硫电池具有高能量密度和低成本优势,但低温下难以实现完全充放电。此外,低温下锂硫电池容量衰减更加严重。针对这些问题,辽宁科技大学安百钢教授团队和中科院过程工程研究所王宝研究员合作,利用原子级混合的中熵合金FeCoNi高催化活性和良好吸附性能,协同催化多硫化物转化并加快电化学反应,进一步引入MnO纳米粒子,锚定和提高FeCoNi纳米粒子及其周围多硫化物浓度,实现多硫化物强吸附,促进多硫化物催化转化。
据了解,金属锂负极因具有极高的理论比容量和超低的电化学势备受关注,然而在实际应用过程中,由于其界面不稳定性等原因仍面临巨大挑战。安百钢教授团队与学校特聘教授、南京理工大学孙呈郭教授合作,在聚合物固态电解质与金属锂负极之间构建了一种稳定高效的氮化锂中间层,有效解决了电解质与电极之间界面处离子电导率低、接触差、不稳定等问题。
此外,硅因其高理论容量被认为是一种很有前途的锂离子电池负极材料,然而硅在锂化和脱锂过程中产生的应力会导致硅负极严重结构损伤和不稳定固态电解质界面,严重阻碍了硅负极实际应用。针对上述问题,安百钢教授团队和中科院金属研究所李峰研究员合作,设计了一种具有多级石榴状结构的硅负极。这种多级石榴结构硅负极HPS-Si能有效调节硅充放电过程的应力变化以增强负极电化学循环稳定性能。