中国在全固态金属锂电池领域取得重要突破,攻克了界面接触难题,为商业化应用铺平道路。 全固态金属锂电池被视为下一代储能技术的核心方向,其采用固态电解质替代传统液态电解液,从根本上消除了电解液泄漏、高温分解引发的燃烧爆炸隐患,具备高安全性和高能量密度优势。然而,传统固态电池中电极与电解质之间的固-固界面接触不良,导致离子传输阻力大、效率低,严重制约了其实际应用。 针对这一难题,中国科学院金属研究所科研团队通过聚合物分子设计,在主链上同时引入具有离子传导功能的乙氧基团和具备电化学活性的短硫链,制备出在分子尺度上实现界面一体化的新型材料。该材料不仅具备高离子传输能力,还能在不同电位区间实现离子传输与存储行为的可控切换。基于该材料构建的一体化柔性电池表现出优异的抗弯折性能,可承受20000次反复弯折;当作为复合正极中的聚合物电解质使用时,复合正极能量密度提升达86%。这一突破为发展高性能、高安全性固态电池提供了新的材料设计思路与研究范式。 与此同时,中核集团与清华大学的联合团队借助中子技术,成功攻克全固态锂电池领域的部分关键难题。他们首次运用中子深度剖面分析技术,发现了传统单层正极材料存在的致命缺陷,并创新性地提出了“梯度电极设计”的解决方案。这种设计通过调整电极材料在厚度方向上的成分和结构,使锂离子能够在电极内部均匀分布,有效避免了锂浓度局部过高或过低的情况。采用梯度电极设计后,全固态电池锂浓度均匀性提升90%,循环寿命突破10000次,远超传统液态电池的2000-3000次。 政策层面,我国政府已投入60亿元专项资金用于全固态电池的研发,工信部也将其列为“新质生产力”的重点发展方向。预计到2025年,全固态电池将在消费电子领域率先实现规模化应用,并逐步拓展至电动垂直起降飞行器(eVTOL)和新能源汽车领域。这一突破不仅将推动我国新能源产业迈向高端,更将为全球绿色低碳转型提供中国方案,引领新一轮能源技术革命。
中国在全固态金属锂电池领域取得重要突破,攻克了界面接触难题,为商业化应用铺平道路
溪边闲适的鱼
2025-10-09 08:31:28
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