在新能源汽车与低空经济等前沿领域,固态电池被视为下一代锂电池技术的核心突破口,其广阔的应用前景正吸引全球科研力量的聚焦。近期,我国科学家在该领域取得关键性进展,成功攻克全固态金属锂电池的核心技术难题,推动电池性能实现质的飞跃。
传统锂电池中,锂离子如同“外卖小哥”,在正负极间穿梭完成充放电过程,而固态电解质则是其运行的“道路”。然而,硫化物固体电解质硬度高、脆性大,金属锂电极却柔软易变形,二者结合时界面如同“陶瓷板贴橡皮泥”,存在大量缝隙与孔洞,导致锂离子传输受阻,成为制约固态电池商业化的关键瓶颈。此前,100公斤电池仅能支持500公里续航,而如今这一数字有望突破1000公里。
针对这一难题,我国科研团队通过三大技术突破,实现了“陶瓷板”与“橡皮泥”的紧密贴合。中国科学院物理研究所联合多团队开发的“碘离子粘合技术”,如同为电池注入“特殊胶水”。工作时,碘离子会主动聚集在电极与电解质界面,填补缝隙并引导锂离子高效传输,彻底解决了固固界面接触不良的问题。
中国科学院金属所则通过“柔性骨架技术”赋予电解质抗变形能力。科研人员将聚合材料制成“骨架”,使电池在弯折2万次或拧成麻花状后仍完好无损。同时,骨架中嵌入的“化学小零件”可加速锂离子迁移并提升储电能力,使电池容量提高86%。
清华大学团队则通过“氟化改造技术”强化电解质安全性。含氟聚醚材料在电极表面形成“氟化物保护壳”,可承受高电压冲击,防止电解质被击穿。实验显示,满电状态下的电池在针刺测试和120℃高温环境中均未发生爆炸,实现了安全与续航的双重保障。