【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，機(jī)械工程學(xué)院2022級本科生喻錦松以第一作者身份在能源領(lǐng)域國際頂級期刊Energy Storage Materials(中科院一區(qū)，影響因子20.2)上發(fā)表題為“Stack pressure - A critical strategy and challenge in performance optimization of solid state batteries”的學(xué)術(shù)論文，系統(tǒng)分析了堆棧壓力在固態(tài)電池性能優(yōu)化方面的重要作用和面臨的挑戰(zhàn)。王亞楠副教授為論文通訊作者，山東大學(xué)為第一完成單位和通訊作者單位。
固態(tài)電池作為下一代能源動力和存儲系統(tǒng)的核心，已經(jīng)受到全球?qū)W術(shù)界與工業(yè)界的共同關(guān)注。然而至今為止，固態(tài)電池的實(shí)際應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括電極與固態(tài)電解質(zhì)(SE)界面接觸不良、界面穩(wěn)定性較差、SE與電極材料離子電導(dǎo)率低下等，并進(jìn)一步影響固態(tài)電池的容量、倍率性能、循環(huán)壽命和安全性。現(xiàn)有研究表明，施加適當(dāng)?shù)亩褩毫κ歉纳乒虘B(tài)電池界面接觸質(zhì)量、增強(qiáng)界面穩(wěn)定性以及提高材料離子電導(dǎo)率的關(guān)鍵因素。
為此，本文全面分析了堆棧壓力對固態(tài)電池中電極-固態(tài)電解質(zhì)界面、電極材料和固態(tài)電解質(zhì)材料的影響及機(jī)理，討論了能夠有效降低堆棧壓力的方法和策略。通過分析壓力對界面接觸質(zhì)量及穩(wěn)定性的影響，揭示了壓力可以改善電極與固態(tài)電解質(zhì)的接觸，并優(yōu)化離子電導(dǎo)率。然后分析了壓力對鋰沉積和鋰剝離過程的穩(wěn)定作用，以及對鋰枝晶生長的抑制作用，這些是固態(tài)電池長期循環(huán)穩(wěn)定性和使用安全性的關(guān)鍵。此外還討論了壓力對固態(tài)電解質(zhì)和電極材料的影響，以期提升固態(tài)電池的整體性能和使用壽命。最后探討了使固態(tài)電池在較低堆棧壓力下仍能保持良好電化學(xué)性能的策略，并對未來的研究和發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
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