固态电池作为下一代锂电池的核心技术方向,正为新能源汽车、低空经济等领域开辟广阔的应用空间。近期,我国科学家在这一前沿领域取得多项突破性进展,推动固态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”,在正负极间穿梭输送电子,而固态电解质则是其运行的“道路”。然而,硫化物固体电解质因硬度高、脆性大,与柔软的金属锂电极结合时,界面处易形成坑洼不平的接触面,导致锂离子传输受阻,影响充放电效率。这一“固固界面”难题,成为固态电池商业化进程中的关键障碍。
如今,我国科研团队通过三大关键技术突破,成功破解这一难题。中国科学院物理研究所联合多家单位研发的“特殊胶水”——碘离子,成为解决界面接触问题的核心。这种材料在电池工作时,会沿电场方向迁移至电极与电解质界面,主动吸附锂离子并填补微小缝隙,使电极与电解质紧密贴合,突破全固态电池实用化的最大瓶颈。
中国科学院金属所的团队则另辟蹊径,通过“柔性变身术”提升电池性能。他们以聚合材料为电解质构建柔性骨架,赋予电池类似升级版保鲜膜的抗拉耐折特性。实验显示,这种电池在弯折2万次或拧成麻花状后仍能保持完好。同时,骨架中添加的“化学小零件”可加速锂离子传输并增加储电量,使电池容量提升86%。
在安全性方面,清华大学科研团队通过“氟力加固”技术实现突破。他们利用含氟聚醚材料改造电解质,氟元素的“耐高压”特性可在电极表面形成保护壳,防止高电压击穿电解质。经测试,满电状态下的电池在针刺、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。
这些技术突破显著提升了固态电池的续航能力。此前,100公斤电池仅能支持500公里续航,而如今有望突破1000公里大关。随着“陶瓷板”与“橡皮泥”般材料的严丝合缝,固态电池的商业化进程正加速推进。