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國聯(lián)研究院創(chuàng)新團隊取得系列科技成果
近期，國聯(lián)研究院創(chuàng)新團隊在動力電池領域研究取得系列新進展，包括高比能動力電池安全技術研究、高比容量富鋰材料本征機理研究以及固態(tài)電解質和全固態(tài)電池技術發(fā)展趨勢等方面。
在高比能動力電池安全技術方面取得新進展。國聯(lián)研究院創(chuàng)新團隊圍繞電動汽車核心部件——高比能動力電池，就行業(yè)亟待解決的安全性問題開展了深入研究，探明了電池正負極、集流體、隔膜等內部組件在微短路演變時的失效過程，揭示了微短路不同階段時外部電池電壓和溫度等易監(jiān)測信號與內部過程的構效關系。相關研究成果對電池制造端提升高比能鋰離子電池的安全性有重要指導意義，為電池使用端優(yōu)化電池管理系統(tǒng)，實現(xiàn)微短路的早期識別、準確評估、及時預警等關鍵技術提供了重要參考依據，部分研究成果發(fā)表于能源領域國際頂級學術期刊Nano Energy（IF=16.602），題目為“Unveiling Micro Internal Short Circuit Mechanism in a 60 Ah High-Energy-Density Li-ion Pouch Cell”。(文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105908)
電池微短路演變過程與內部機制示意圖
在高比容量富鋰材料本征機理研究方面取得新突破。富鋰錳基材料作為下一代鋰離子電池正極材料，尚存在循環(huán)過程中結構相變帶來的容量衰減和中壓降低等問題。近期，國聯(lián)研究院研發(fā)團隊圍繞上述問題，結合第一性原理計算與電化學分析，揭示了富鋰錳基材料內部多種復雜局域結構，以及這些復雜結構對材料電化學行為特別是陰離子氧化還原反應行為的影響，如電化學活性、電壓衰減、陰離子氧化還原在多電位分布所導致的電壓滯后現(xiàn)象等，完善了富鋰錳基材料的本征理論體系。部分成果發(fā)表于能源領域國際頂級學術期刊Nano Energy（IF=16.602），題目為“Insight of reaction mechanism and anionic redox behavior for Li-rich and Mn-based oxide materials from local structure”。(文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105812)
富鋰錳基材料內部多種局域構型之一：局部多Li配位
在固態(tài)電解質和全固態(tài)電池技術發(fā)展趨勢方面取得重要分析成果。全固態(tài)鋰電池是受到國際關注的具有未來應用前景的下一代電池，固態(tài)電解質作為其應用的核心技術和難點技術，是目前的研究熱點。其中，硫銀鍺礦型固態(tài)電解質因其較高的離子導電性和力學性能具有較強的發(fā)展?jié)摿Α?lián)研究院創(chuàng)新團隊通過查閱分析大量的技術文獻，結合自身在固態(tài)電池技術方面的研究工作，對硫銀鍺礦型固態(tài)電解質的改性合成及其對離子導電性、穩(wěn)定性和界面性能的影響進行了深入的分析，并對其在全固態(tài)電池中的應用做出研判，相關論文成果發(fā)表于能源領域國際頂級學術期刊Journal of Materials Chemistry A（IF=11.301），題目為“Research progress in Li-argyrodite-based solidstate electrolytes”。(文章鏈接：https://doi.org/10.1039/D0TA08472G)。
硫銀鍺礦型固態(tài)電解質評價指標與研發(fā)方向示意圖
（創(chuàng)新事業(yè)部 齊小鵬 卓浩翔 柏祥濤 趙金玲）