我国科学家攻克全固态金属锂电池技术难关 续航里程有望突破1000公里
我国科学家近日成功攻克全固态金属锂电池的“卡脖子”难关,使固态电池性能实现跨越式升级。针对这一前沿技术,我国多个科研团队联合取得一批新进展,通过三大关键技术突破解决固固界面接触难题,有望将100公斤电池的续航能力从500公里提升至1000公里以上,为新能源汽车、低空经济等领域的发展提供重要技术支撑。
固态电池作为下一代锂电池的核心技术方向,其充放电过程依赖锂离子在正负极间的移动。锂离子如同电池中的“外卖小哥”,负责把电子从电池正极送到负极,而固态电解质则是它们“送外卖”的“高速公路”。然而,常用的硫化物固体电解质硬度高、脆如陶瓷,金属锂电极却软得像橡皮泥,两种材料贴合时界面处坑坑洼洼,严重影响电池充放电效率,这也是固态电池尚未广泛走向市场的关键瓶颈。
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”技术为解决问题提供新思路。该技术利用碘离子在电池工作时像“交通警察”一样,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,像流沙一样自动流过去填满小缝隙和小孔洞。通过这番缝缝补补,电极和电解质能够自己贴得严严实实,从而突破了全固态电池走向实用的最大瓶颈。
中国科学院金属研究所则通过“柔性变身术”提升电池机械性能与储电能力。科研人员使用聚合材料给电解质打造一副“骨架”,使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”,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%。
清华大学科研团队采用“氟力加固”技术强化安全性能。该团队用含氟聚醚材料改造电解质,利用氟极强的“耐高压本事”,在电极表面形成“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”。
随着这三大关键技术的突破,固态电池的硬核技术进展正在将新能源出行的“未来”变为“现实”。从解决固固界面接触难题到实现柔性耐弯折,再到确保极端条件下的安全性,我国科学家正在打通固态电池的续航瓶颈,推动下一代锂电池技术向实用化迈进。
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