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【能源】吉林大学徐吉静课题组Angew：多金属氧酸盐固态电解质助力全固态锂电池技术

时间：2023-12-20 来源： 浏览：

【能源】吉林大学徐吉静课题组Angew：多金属氧酸盐固态电解质助力全固态锂电池技术

徐吉静教授团队 X-MOL资讯
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随着电气化交通和电网储能的快速发展，迫切需要兼具高能量密度和高安全性的电池新体系。采用固态正极、固态电解质和金属锂负极的固态电池因其在突破能量密度和提高安全性方面的巨大潜力而引起了广泛关注。 吉林大学徐吉静 教授团队前期研究证明固态电池的实现在很大程度上取决于固态电解质优异离子导体、高活性负极稳定界面和固态正极传导网络的开发（ Adv. Mater . 2020 , 32 , 2002559; Nature 2021 , 592 , 551-557; J. Am. Chem. Soc . 2023 , 145 , 5718-5729; Angew. Chem. Int. Ed . 2023 , 62 , e20230883; Chem 2023 , 9 , 394-410; Matter 2023 , 6 , 142–157; Adv. Energy Mater . 2023 , 2303829; Adv. Funct. Mater . 2023 , 2307150）。要实现锂金属负极的可逆和安全运行，迫切需要克服一系列潜在问题，包括电镀和剥离过程中的锂枝晶生长以及不稳定的负极/电解质界面。为了解决这些问题，迫切需要具有宽电化学稳定性窗口和高机械强度的固态电解质，它不仅能使锂离子通量均匀化，还能保持稳定的负极/电解质界面。此外，制造高负载固态正极以及实现固态正极/电解质界面之间的良好界面接触对于提高固态电池性能也至关重要。
近日， 吉林大学 徐吉静 课题组等人开发了一种 基于Keggin离散结构的多金属氧酸盐 Li 3 PW 12 O 40 和 Li 3 PMo 12 O 40 固态电解质新材料，揭示了Keggin骨架中离子输运机制，并构筑了高安全长寿命的固态锂金属电池和固态锂空气电池。 相比于传统无机固态电解质材料，本工作所制备基于Keggin结构的 Li 3 PW 12 O 40 具有优异的可塑性，湿度耐受性，化学/电化学稳定性等优势，同时具备合成高效、加工方便、可回收、价格经济等规模化生产所需的条件。该工作开发的 Li 3 PMo 12 O 40 验证了Keggin骨架结构的可拓展性，为发展下一代低成本高安全的固态锂电池技术提供了新思路和关键材料（图1）。

图1. 固态锂金属电池示意图和基于多金属氧酸盐的固态电解质设计。
这一成果近期发表在 Angewandte Chemie International Edition 上，文章第一作者为吉林大学博士生 管德慧 ，通讯作者为吉林大学 徐吉静 教授。
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Polyoxometalate Li 3 PW 12 O 40 and Li 3 PMo 12 O 40 Electrolytes for High-energy All-solid-state Lithium Batteries
De-Hui Guan, Xiao-Xue Wang, Li-Na Song, Cheng-Lin Miao, Jian-You Li, Xin-Yuan Yuan, Xin-Yue Ma, Ji-Jing Xu
Angew. Chem. Int. Ed. , 2023 , DOI: 10.1002/anie.202317949
通讯作者介绍
徐吉静，吉林大学，化学学院，无机合成与制备化学国家重点实验室，未来科学国际合作联合实验室，教授，博士生导师。主要从事新能源材料与器件领域的基础研究和技术开发工作，特别是在固态电池和金属空气电池领域取得多项重大原创性成果。研究成果在 Nature (1)、 Nat. Energy (1)、 Nat. Commun. (3)、 Adv. Mater. (7)、 JACS (3)、 Angew. Chem. Int. Ed. (5)、 Chem (1)、 Matter (1)、 Energy Environ. Sci. (1)、 Adv. Energy Mater. (3)、 Adv. Funct. Mater. (2)、 ACS Nano (2)、 ACS Cent. Sci. (1) 、 ACS Energy Lett. (1)、 Energy Storage Mater. (3)等国际著名学术期刊上发表论文70余篇，他引7000余次，10余篇入选ESI高被引论文，H-指数40；获授权专利10余项。研究成果受到了国内外学者的关注和认可，被国际专业期刊多次评述报道，受邀在国际国内会议上做大会报告、主题报告或邀请报告50余次。曾获国家“万人计划”青年拔尖人才（2020年）、科睿唯安“全球高被引学者”（2019年）、吉林省拔尖创新人才（2019年）和吉林省青年科技奖（2018年）等奖励或荣誉。承担中组部青年项目、国家自然科学基金、吉林省科技发展计划重点研发项目等14项科研课题。
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