固態鋰電池領域,連迎重要突破。
我國科研人員解決全固態金屬鋰電池界面接觸難題
10月7日,據新華社消息,從中國科學院物理研究所獲悉,由該所研究員黃學杰團隊聯合華中科技大學、中國科學院寧波材料技術與工程研究所等組成的研究團隊開發出一種陰離子調控技術,解決了全固態金屬鋰電池中電解質和鋰電極之間難以緊密接觸的難題,為其走向實用化提供了關鍵技術支撐。相關研究成果已于7日發表在國際學術期刊《自然-可持續發展》上。
全固態金屬鋰電池被視為下一代儲能技術的重要發展方向。然而,固態電解質與金屬鋰電極的界面接觸問題一直是制約其產業化的難題。傳統做法依靠笨重的外部設備持續施壓,但鋰電極和電解質之間仍然存在大量微小孔隙和裂縫——這不僅會縮短電池壽命,還可能帶來安全隱患。
為破解這一困境,研究團隊在電解質中引入了碘離子。在電池工作時,這些碘離子會在電場作用下移動至電極界面,形成一層富碘界面。這層界面能夠主動吸引鋰離子,自動填充所有的縫隙和孔洞,讓電極和電解質始終保持緊密貼合。
經測試,基于該技術制備出的原型電池經歷數百次循環充放電后,性能依然穩定,遠超現有同類電池水平。據介紹,這種新設計不僅制造更簡單、用料更省,還能讓電池更耐用,未來有望為人形機器人、電動航空、電動汽車等領域帶來更安全高效的能源解決方案。
美國馬里蘭大學教授、固態電池專家王春生評價道:“該研究解決了制約全固態電池商業化的關鍵瓶頸問題,為實現其實用化邁出了決定性一步?!?/p>
我國科研人員提出固態鋰電池界面調控新方案
據新華社10月2日消息,從中國科學院金屬研究所獲悉,該所科研團隊近日在固態鋰電池領域取得突破,為解決固態電池界面阻抗大、離子傳輸效率低的關鍵難題提供了新路徑。該研究成果已于近日發表在國際學術期刊《先進材料》上。
固態鋰電池因其高安全性和高能量密度,被視為下一代儲能技術的重要發展方向。然而,傳統固態電池中電極與電解質之間的固-固界面接觸不良,導致離子傳輸阻力大、效率低,嚴重制約其實際應用。研究團隊利用聚合物分子的設計靈活性,在主鏈上同時引入具有離子傳導功能的乙氧基團和具備電化學活性的短硫鏈,制備出在分子尺度上實現界面一體化的新型材料。該材料不僅具備高離子傳輸能力,還能在不同電位區間實現離子傳輸與存儲行為的可控切換。
科研人員介紹,基于該材料構建的一體化柔性電池表現出優異的抗彎折性能,可承受20000次反復彎折。當將其作為復合正極中的聚合物電解質使用時,復合正極能量密度提升達86%。此項研究為發展高性能、高安全性固態電池提供了新的材料設計思路與研究范式。
綜合自:新華社
校對:祝甜婷