【儀表網 研發快訊】近日，大連化學物理研究所能源催化轉化全國重點實驗室動力電池與系統研究部(DNL2900組群)陳忠偉院士、張永光研究員、羅丹研究員團隊在干法電極技術領域取得新進展。團隊創新性地將多功能鋰離子交換沸石(Li-X)加入高載量干法工藝制備的鋰電池正極中，有效解決了超高面載量下電極離子和電子傳輸遲滯、電解液浸潤性差等問題，為高比能鋰電池的開發和實際應用提供了新思路。
干法電極技術是下一代高比能鋰電池制造的關鍵技術之一，在高面容量電極開發及提高制造效率方面具有重要的意義，有望提高電池的能量密度并降低制造能耗，從而實現電池的降本增效。然而，隨著電極厚度的增加，電極內部離子傳輸受到阻礙，限制了鋰離子的擴散動力學，降低了活性物質的利用率，使得電池的性能在電極厚度增加時面臨挑戰。
為了解決上述難題，在本工作中，團隊設計了厚電極專用的Li-X沸石基多功能添加劑，其多孔結構促進電解液的浸潤并降低極片內部曲折度，同時Li-X作為固態電解質，引入后可改善電極內部的鋰離子傳輸能力，降低電極內部不均勻極化，抑制正極表面的副反應。研究表明，加入Li-X添加劑后，載量66mg/cm2的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NMC811)正極具有12.8mAh/cm2的高面容量，所制備的鋰金屬軟包電池表現出464Wh/kg的高能量密度，展現出優越性能和實際應用潛力。
相關研究成果以“Design lithium exchanged zeolite based multifunctional electrode additive for ultra-high loading electrode toward high energy density battery”為題，發表在《先進能源材料》(Advanced Energy Materials)上。該工作的第一作者是我所DNL2900組群博士后高云楠。該工作得到中國科學院B類先導專項“能源電催化的動態解析與智能設計”、大連市科技人才創新支持計劃等項目的資助。(文/圖 高云楠)
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