我国科研团队在全固态金属锂电池领域取得重大突破,成功攻克固态电池性能瓶颈,推动续航能力实现翻倍增长。此前,100公斤电池仅能支持500公里续航,而新技术有望将这一数字提升至1000公里以上,为新能源汽车产业注入强劲动力。
固态电池的商业化进程长期受制于固-固界面接触难题。锂离子作为电池充放电的“关键信使”,需在正负极间快速迁移,而传统硫化物固体电解质与金属锂电极的物理特性差异显著——前者硬如陶瓷,后者软似橡皮泥。二者接触时形成的凹凸界面,如同将橡皮泥强行粘贴在陶瓷板上,导致锂离子迁移受阻,严重影响电池效率。
针对这一痛点,国内多支科研团队从材料创新入手,提出三大技术解决方案。其中,中国科学院物理研究所团队开发的“碘离子界面修饰技术”尤为引人注目。研究显示,碘离子在电场作用下会主动迁移至电极与电解质界面,形成动态填充层。这种“自修复”机制如同为锂离子铺设了一条平滑通道,使界面接触阻抗降低90%以上,从根本上解决了固态电池的实用化障碍。
中国科学院金属研究所则通过“柔性骨架结构”实现技术突破。科研人员将聚合物材料构建为三维网络,赋予电解质类似保鲜膜的柔韧性。实验表明,该结构在经历2万次弯折、扭曲成麻花状后仍保持完整,同时通过嵌入功能性化学基团,使锂离子传导率提升3倍,电池容量增加86%。这种“刚柔并济”的设计,让固态电池同时具备高能量密度与抗机械形变能力。
清华大学团队提出的“氟化物界面强化技术”则聚焦安全性能。通过在电解质表面构建含氟保护层,有效阻隔了高电压条件下电极与电解质的副反应。极端测试显示,满电状态的电池在经受针刺穿透、120℃高温烘烤后均未发生起火或爆炸,验证了其“安全续航双保障”的特性。这项技术为固态电池在高温、高振动等恶劣环境下的应用开辟了新路径。
目前,相关技术已进入中试阶段,部分成果被纳入新能源汽车行业技术标准。业内专家指出,随着材料体系与制造工艺的持续优化,固态电池有望在3年内实现规模化量产,彻底改变电动汽车“里程焦虑”与“安全隐忧”并存的现状。