中国科学家攻克固态电池充电主要问题

中国经济网版权所有 中国经济网新媒体矩阵 网络广播视听节目许可证（0107190）（京ICP040090） 固态电池作为下一代锂电池的主要技术方向，在新能源汽车、低空经济等领域具有广阔的应用前景。针对这一前沿技术，中国科学家取得了许多新进展。近日，中国科学家成功攻克全固态金属锂电池的“卡脖子”难题，让固态电池的性能实现跨越式升级：以前100公斤的电池只能支持500公里的续航里程，而现在有望突破1000公里的上限。这是怎么做到的？要了解这一突破，您需要了解为什么固态电池尚未上市。电池的充电和放电完全依靠锂离子在正极和负极之间“来回运行”。可以说，锂离子是电池中的“送货员”，负责将电子从电池正极输送到负极，而固体电解质则是他们“送货”的“高速公路”。常用的硫化物固体电解质像陶瓷一样硬而脆；而金属锂电极像橡皮泥一样柔软。当这两种材料结合在一起时，就像将橡皮泥粘在陶瓷板上一样。界面笨拙且难以导航，这会影响充电效率并导致电池放电。如今，我国不少科研团队已经行动起来。三大技术突破让“陶瓷板”与“橡皮泥”完美融合，有望解决固固界面接触问题，彻底打破固态电池续航瓶颈s。第一个是中科院物理研究所联合多个科研小组研制的“特种胶”——碘离子。电池工作时，碘离子就像“交通警察”，沿着电极和电解液界面处的电场运行。主动吸引经过的锂离子，就像流沙一样，那里有细小的间隙和孔洞，它们会自动流动来填充它们。通过一些缝合和固定，电极和电解液可以紧密地粘合在一起，从而打破了全固态电池实际使用的最大瓶颈。二是中科院金属研究所的“柔性转化法”。科学家们利用高分子材料为电解液打造了“框架”，让电池像保鲜膜的升级版一样耐拉扯。弯曲20000次，弯曲成麻花状，但它保持完好，不怕日常变形。同时，在柔性框架中添加了一些“化学颗粒”。有的可以让锂离子跑得更快，有的可以“带走”更多的锂离子，直接增加电池86%的蓄电容量。三是清华大学的“氟补强”。科研团队使用含有电解质的含氟材料。氟具有非常强的“耐高压能力”，电极表面的“氟保护壳”可以防止高压“击垮”电解液。该技术即使在充满电的情况下经过针刺测试和120℃高温箱测试也不会爆炸，保证“双在线”安全和电池寿命。未来已来，固态电池硬核技术的突破正在将新能源出行的“未来”变成“现实”。