中国科学家突破全固态电池最大瓶颈！续航时间提升两倍以上

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近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员黄学杰团队联合华中科技大学教授张恒团队、中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员姚霞银团队开发出一种阴离子调控技术，突破了全固态电池走向实用的最大瓶颈。相关研究成果发表于《自然-可持续发展》。


全固态金属锂电池被誉为下一代储能技术的“圣杯”，但它一直面临一个棘手难题——固态电解质和金属锂电极之间必须保持紧密接触。传统做法要靠笨重的外部设备持续施压，导致电池又大又重，难以投入实际应用。


在这项研究中，研究团队找到了问题症结，即全固态金属锂电池中锂电极和电解质之间的接触不理想，存在大量微小的孔隙和裂缝。


为解决这一问题，研究团队在硫化物电解质中引入碘离子。在电池工作时，这些碘离子会在电场作用下移动至电极界面，形成一层富碘界面。这层界面能够主动吸引锂离子，像“自我修复”一样自动填充进所有缝隙和孔洞，从而让电极和电解质始终保持紧密贴合，使得全固态锂电池的界面接触不再依赖外部加压。


更重要的是，基于该技术制备出的原型电池，在标准测试条件下循环充放电数百次后，性能依然稳定优异，远超现有同类电池的水平。


美国马里兰大学教授、固态电池专家王春生认为，传统技术需要施加超过5兆帕，即相当于50个大气压的外力来维持界面稳定，而新技术从根本上改变了这一困境，在实现实用化方面迈出决定性一步。


黄学杰表示，这种新设计不仅使全固态锂电池的制造变得更简单、用料更省，还能让电池更耐用。“采用这项技术可以做出能量密度超过500瓦时/千克的电池，电子设备的续航时间有望提升两倍以上，将加速高能量密度全固态金属锂电池的发展，未来有望在人形机器人、电动航空、电动汽车等领域大显身手，带来更安全、更高效的能源解决方案。”


不过，黄学杰指出，未来面临的困难会集中在工艺和装备研发方面，预计量产还需3至5年时间。

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来源｜中国科学报

责编丨张一诺
审校丨徐来 张林林

wakeman

啥时候平民老百姓能用啊

酷狗e族

科技慢慢在突破，慢慢在进步

镜花水月

快快普及，惠及百姓。

mulunbo

五年后，起飞啦

oppledr

天天都有突破，就是不见上市

华语天空

厉害，什么时候能普及踢我一脚。

walysj

遥遥领先？哈哈，

kingfirefly

这个新闻应该就是为电池股造势的！关注类似新闻的应该都能感觉到，差不多隔三差五就说有突破，也不知道具体突破了些什么！等着看热闹！

walysj

为科学家点赞