固态电池作为下一代锂电池的核心技术方向,在新能源汽车、低空经济等领域具备广阔的应用前景。针对这一前沿技术,我国科学家近期取得一批新进展。
近日,我国科学家成功攻克全固态金属锂电池的 「卡脖子」 难关,让固态电池性能实现跨越式升级,以前 100 公斤电池最多支持 500 公里续航,如今有望突破 1000 公里天花板。
全固态金属锂电池 实现突破难在哪里?
电池充放电全靠锂离子在正负极间 「往返跑」。锂离子相当于电池中的 「外卖小哥」,负责把电子从电池正极送到负极,固态电解质就是 「送外卖」 所行驶的 「道路」。
常用的硫化物固体电解质,硬度高、脆如陶瓷,而金属锂电极却软得像橡皮泥。这两种材料贴合时,就像把橡皮泥粘在陶瓷板上,界面处坑坑洼洼,难走的 「路」 会影响电池充放电效率,这正是固态电池还没有广泛走向市场的原因。
三大关键技术突破 彻底打通固态电池续航瓶颈
如今,我国多个科研团队纷纷出手,三大关键技术突破让 「陶瓷板」 和 「橡皮泥」 实现严丝合缝,有望解决固固界面的接触难题,彻底打通固态电池的续航瓶颈。
「特殊胶水」——碘离子
中国科学院物理研究所联合多家科研团队开发的 「特殊胶水」,在电池工作时,会顺着电场跑到电极和电解质的接口处,主动吸引通行的锂离子过来,哪里有小缝隙、小孔洞,就自动流过去填满。
通过一番缝缝补补,电极和电解质就能自己贴得严严实实,从而突破全固态电池走向实用的最大瓶颈。
「柔性变身术」
中国科学院金属所的科学家用聚合材料给电解质打造一副 「骨架」,让电池像升级版保鲜膜一样抗拉耐拽。弯折 2 万次、拧成麻花状都完好无损,完全不怕日常变形。
同时,在柔性骨架中加入一些 「化学的小零件」,它们有的能让锂离子跑得更快,有的能额外 「抓」 住更多锂离子,直接让电池储电能力提升 86%。
「氟力加固」
清华大学的科研团队用含氟聚醚材料改造电解质,氟的 「耐高压本事」 极强,电极表面的 「氟化物保护壳」,能够防止高电压 「击穿」 电解质。
这项技术在满电状态下经过针刺测试、120℃高温箱测试都不会爆炸,可以确保安全和续航 「双在线」。
编辑:丁晶
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