我國(guó)突破全固態(tài)電池領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)瓶頸

10月9日消息，據(jù)媒體報(bào)道，我國(guó)科研人員成功攻克全固態(tài)金屬鋰電池的界面接觸難題，為該技術(shù)的實(shí)用化掃清了關(guān)鍵障礙。


中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心黃學(xué)杰研究員團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合華中科技大學(xué)張恒教授團(tuán)隊(duì)、中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所姚霞銀研究員團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)出一項(xiàng)陰離子調(diào)控技術(shù)，可在電極與電解質(zhì)之間構(gòu)筑全新界面結(jié)構(gòu)，有效解決了制約全固態(tài)電池走向?qū)嶋H應(yīng)用的核心瓶頸。


全固態(tài)金屬鋰電池被譽(yù)為下一代儲(chǔ)能技術(shù)的“圣杯”，能量密度高、安全性好，極具應(yīng)用潛力。然而，其發(fā)展長(zhǎng)期受困于一個(gè)基礎(chǔ)性難題：固態(tài)電解質(zhì)與金屬鋰電極之間必須保持緊密接觸。傳統(tǒng)方法依賴(lài)外部設(shè)備持續(xù)施壓，導(dǎo)致電池體積龐大、重量增加，嚴(yán)重限制了其在實(shí)際場(chǎng)景中的使用。


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研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在全固態(tài)電池中，鋰電極與電解質(zhì)界面存在大量微孔隙與裂縫，嚴(yán)重影響離子傳導(dǎo)效率，不僅加速電池性能衰減，更可能引發(fā)安全隱患。


為從根本上解決該問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地在硫化物電解質(zhì)中引入碘離子。在電池運(yùn)行過(guò)程中，這些碘離子會(huì)在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下遷移至電極界面，形成一層富碘界面層。該界面能主動(dòng)引導(dǎo)鋰離子均勻沉積，實(shí)現(xiàn)類(lèi)似“自我修復(fù)”的效果，自動(dòng)填充界面間的縫隙與孔洞，從而確保電極與電解質(zhì)持續(xù)緊密貼合。


實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于該技術(shù)制備的原型電池在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下循環(huán)充放電數(shù)百次后，仍保持優(yōu)異的電化學(xué)性能與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，綜合表現(xiàn)遠(yuǎn)超現(xiàn)有同類(lèi)電池水平。


這項(xiàng)技術(shù)不僅簡(jiǎn)化了電池制備工藝，降低了材料成本，還顯著提升了電池的循環(huán)壽命與可靠性，未來(lái)有望為人形機(jī)器人、電動(dòng)航空、新能源汽車(chē)等領(lǐng)域提供更安全、高效的動(dòng)力解決方案。
專(zhuān)題報(bào)道：汽車(chē)電池