IT之家 10月02日 16:22
固态锂电池界面技术突破,离子传输效率提升
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中国科学院金属研究所科研团队在固态锂电池领域取得重要进展,成功研发出一种新型一体化聚合物材料,有效解决了固态电池界面阻抗大、离子传输效率低的难题。该材料通过在聚合物分子设计中引入离子传导基团和电化学活性基团,实现了电极与电解质在分子尺度的界面一体化,提升了离子传输能力并可控切换传输与存储行为。基于此材料构建的固态电池展现出优异的柔韧性和能量密度提升,为下一代高安全、高能量密度储能技术提供了新的解决方案。

💡 新型一体化聚合物材料:科研团队设计了一种新型聚合物材料,其分子链上同时引入了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。这种设计在分子尺度上实现了电极与电解质的界面一体化,克服了传统固态电池中固-固界面接触不良的问题。

🚀 提升离子传输效率:该一体化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。这显著降低了界面阻抗,提高了离子在固态电解质中的传输效率,是解决固态电池性能瓶颈的关键。

🔋 优异的电池性能:基于该材料构建的一体化柔性电池表现出卓越的抗弯折性能,可承受高达 20000 次的反复弯折。当其作为复合正极中的聚合物电解质使用时,复合正极的能量密度提升了 86%,证明了该材料在实际应用中的巨大潜力。

🔬 新的研究范式:这项研究为开发高性能、高安全性的固态电池提供了全新的材料设计思路和研究范式,为推动固态电池技术的进步开辟了新路径。

IT之家 10 月 2 日消息,据新华社今日报道,中国科学院金属研究所的科研团队近日在固态锂电池领域取得突破,为解决固态电池界面阻抗大、离子传输效率低的关键难题提供了新路径。该研究成果已于近日发表在国际学术期刊《先进材料》上。

固态锂电池因其高安全性和高能量密度,被视为下一代储能技术的重要发展方向。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,严重制约其实际应用。

研究团队利用聚合物分子的设计灵活性,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。

▲ 一体化聚合物电极-电解质材料的设计

科研人员介绍,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。当将其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%。此项研究为发展高性能、高安全性固态电池提供了新的材料设计思路与研究范式。

一体化聚合物的电化学性能及电位依赖的离子传输-储存机制

IT之家附论文链接:

http://doi.org/10.1002/adma.202513365

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