由于新型钙钛矿型太阳能电池成本低廉,被《科学》杂志评为2013年十大科学突破,国际权威专家认为其将促进光伏能源产业产生革命性改变。为进一步提高钙钛矿的吸收特性,该实验室逄淑平开发出一种新钙钛矿材料(NH2CH=NH2PbI3),该材料禁带宽度1.43 eV,极大地拓展了光谱吸收范围,并提高了光电转化效率。该材料具有良好的热稳定性,在低成本柔性太阳能储能领域如光伏大棚有着广阔的应用前途。相关成果发表在材料领域杂志Chemistry of Materials(10.1021/cm404006p)上,并已申请专利保护。
硅、锗等材料具有超过石墨负极3~10倍的理论容量,被认为是下一代高能量密度锂离子电池负极的重要选择。然而,因其在充放电过程中巨大的体积形变,造成其充放电循环性能差的缺点。该实验室张传键采用先进材料制备技术将纳米尺寸的硅、锗材料负载于弹性骨架中,有效缓冲在充放电过程中的体积膨胀,显著提高了电池的循环性能,相关成果发表在RSC Adv.(2013, 3, 1336-1340;)和ACS Appl. Mater. Interfaces(2013, 5, 12340?12345)。
锂空气电池作为理论能量密度最高的新型电池,其能量密度可与汽油相媲美,被业界誉为“终极电池”,是下一代电动车电源的理想选择。为了提高锂空电池的循环性能,该实验室张立学和董杉木等科研人员经过长期攻关,通过界面复合技术减少了其与放电产物发生的副反应,大大提高了电池的循环性能,有效解决了目前锂空气电池面临着循环寿命较低等瓶颈问题。相关成果发表在Chem. Commun.(2013,49, 3540-3542)、ACS Appl. Mater. Interfaces(2013, 5, 3677?3682)和J. Phys. Chem. Lett.等杂志。
商业化锂离子电池电解液中的锂盐LiPF6热稳定性差,60℃就会发生缓慢分解,分解副产物还会引发一系列的电极反应,严重时甚至会导致事故。针对这一问题,该实验室刘志宏开发出新型单离子型聚合物硼酸锂盐(CN201210425872.3和CN201210425838.6)。该类聚合物锂盐绿色环保,热稳定性好(热分解温度在300℃以上)。即使在80℃条件下,利用此盐所组装的磷酸铁锂电池也能表现出优异的循环性能(Electrochimica Acta, 2013, 92, 132-138),开发的电解质体系还极大地改善了锰酸锂电池的高温循环稳定性。相关成果发表在 Solid State Ionics(2013,DOI:10.1016/j.ssi.2013.09.007)。
基于该实验室成立以来取得的重要成果,为了更好地发挥其在储能研究领域取得的重要作用,青岛市政府决定依托该实验室建设青岛市储能产业技术研究院,希望通过储能技术研究院的建设,孵化和培育一批新材料和储能技术高新技术企业,全面提升青岛市储能战略新兴产业发展,打造该行业人才、技术、产业集聚高地。