近日，上海科技大學(xué)助理教授劉巍和斯坦福大學(xué)崔屹等合作研究發(fā)現(xiàn)：將陶瓷納米纖維摻入固體聚合物電解質(zhì)是提高其電導(dǎo)率的有效方法。他們采用有序排列的陶瓷納米纖維顯著提高了鋰離子電池安全性和穩(wěn)定性，為高性能全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)的鋰離子電池使用的是易揮發(fā)、易燃、易爆的有機(jī)液態(tài)電解液，電池使用過熱或不當(dāng)會產(chǎn)生電池爆炸的安全隱患。而用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)鋰離子電池，能量密度、熱穩(wěn)定性、使用壽命以及安全性都有了大幅度提升，且在柔性電子設(shè)備、汽車動力電池以及電網(wǎng)儲能電池等方面均有顯著優(yōu)勢。然而，相比于液態(tài)電解質(zhì)，固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率較低，限制了全固態(tài)鋰離子電池商業(yè)化的應(yīng)用。
納米纖維的表面是鋰離子快速傳導(dǎo)的通道，表面導(dǎo)電率可以和液體電解質(zhì)相媲美。同隨機(jī)分散排列的納米纖維相比，有序排列的納米纖維可以進(jìn)一步將固體聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率提高10倍。原因在于，取向排列的納米纖維避免了無規(guī)則納米纖維交叉產(chǎn)生的結(jié)點(diǎn)，從而鋰離子可以無阻礙的在兩個電極之間傳導(dǎo)。此外，摻入陶瓷納米纖維后，固體聚合物的化學(xué)穩(wěn)定性也獲得大幅提高。
資料來源：科技日報
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