580Wh/kg，4.8V全固态锂电！哈工大王家钧团队，最新Nature子刊！

2024年10月25日上午11:23 • 顶刊解读

研究概述

聚氧化乙烯（PEO）基电解质对固态电池的安全性和能量密度起着关键作用，但通常在高电压下抗氧化性较差，这限制了电池的能量密度。

基于此，2024年10月23日，哈尔滨工业大学/天津电源研究所王家钧教授、天津电源研究所刘兴江研究员在国际期刊Nature Communications发表题为《Strong Lewis-acid coordinated PEO electrolyte achieves 4.8 V-class all-solid-state batteries over 580 Wh kg^-1》的研究论文。

在这里，研究人员报告了一种路易斯酸协同策略，显著提高了4.8 V级PEO基电池的循环稳定性。

引入的Mg²⁺和Al³⁺具有很强的吸电子能力，通过在配位结构中的螯合作用削弱了醚氧（EO）链的电子密度，从而在高充电状态下限制了EO链与正极表面之间的局部相互作用。

使用路易斯酸配位电解质和富镍正极的电池在300次循环后达到4.8 V的高电压稳定性。

此外，实现工业规模的电解质膜和具有良好循环稳定性的超过586 Wh kg^-1的Ah级软包电池，表明该策略在全固态电池的实际应用中的潜力。

图文解读

图1：调节配位结构，减弱界面相互作用

图2：针对高压正极的电解质特性

图3：由路易斯酸配位电解质组装的电池性能

文献信息

An, H., Li, M., Liu, Q. et al. Strong Lewis-acid coordinated PEO electrolyte achieves 4.8 V-class all-solid-state batteries over 580 Wh kg^-1. Nat Commun 15, 9150 (2024).

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