深度财经汽车 前天 13:34
中国科学家突破固态电池关键技术,续航有望翻倍
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固态电池作为下一代锂电池技术,在新能源汽车等领域前景广阔。近期,中国科学家在全固态金属锂电池领域取得重大进展,成功解决了困扰已久的固固界面接触难题。通过引入碘离子作为“交通警察”主动填补界面空隙,开发具有“柔性变身术”的聚合材料骨架电解质以增强稳定性和储电能力,以及利用含氟聚醚材料构建高压保护壳提升安全性,这些关键技术突破有望彻底打破固态电池的续航瓶颈,将续航里程翻倍,加速新能源出行的未来成为现实。

💡 **界面“粘合剂”:碘离子的智能填补作用** 我国科学家开发了一种创新的“胶水”——碘离子,它能在电池充放电过程中,主动迁移至电极和固态电解质的界面处。作为一种“交通警察”,碘离子能吸引锂离子,并像流沙一样自动填充界面处的微小缝隙和孔洞,从而实现电极与电解质的严密贴合。这一突破性进展解决了困扰固态电池广泛应用的最大瓶颈——界面接触不良,显著提升了电池的充放电效率。

🌟 **柔性电解质的“变形金刚”:聚合材料骨架与性能提升** 另一项关键技术来自中国科学院金属所,他们为固态电解质构建了一个聚合材料“骨架”,使其具备极强的柔韧性,能够承受高达2万次的弯折和拧麻花等形变而不损坏,如同升级版的保鲜膜。更重要的是,这种柔性骨架中添加了特殊的化学“小零件”,它们不仅加速了锂离子的传输速度,还能额外“抓住”更多的锂离子,从而将电池的储电能力提升了高达86%,为实现更高能量密度奠定了基础。

🛡️ **“氟力加固”:提升安全性的高压保护屏障** 清华大学团队则通过使用含氟聚醚材料来改造电解质,创造了一个强大的“氟化物保护壳”。氟元素的极高耐压能力使得这个保护壳能够有效防止电极在高电压下“击穿”电解质。这项技术大大提升了固态电池的安全性,即使在满电状态下进行针刺测试或120℃高温箱测试,电池都不会发生爆炸,确保了电池在安全性和续航能力上的“双在线”。


固态电池作为下一代锂电池的核心技术方向,在新能源汽车、低空经济等领域具备广阔的应用前景。针对这一前沿技术,我国科学家取得了一批新进展。

近日,我国科学家成功攻克了全固态金属锂电池的 “卡脖子”难关,让固态电池性能实现跨越式升级:以前100公斤电池顶多支持500公里续航,如今有望突破1000公里天花板。这是怎么做到的呢?要理解这一突破,得搞懂固态电池为什么还没有广泛走向市场。

电池充放电全靠锂离子在正负极间“往返跑”。可以说,锂离子就是电池中的“外卖小哥”,负责把电子从电池正极送到负极,固态电解质就是它们“送外卖”的“高速公路”。常用的硫化物固体电解质,硬度高、脆如陶瓷;而金属锂电极却软得像橡皮泥一样。这两种材料贴合时,就像把橡皮泥粘在陶瓷板上,界面处坑坑洼洼,这样难走的路,会影响电池充放电效率。

如今,我国多个科研团队纷纷出手,三大关键技术突破让“陶瓷板”和“橡皮泥”实现严丝合缝,有望解决固固界面的接触难题,彻底打通固态电池的续航瓶颈。

第一是中国科学院物理研究所联合多家科研团队开发的“特殊胶水”——碘离子。在电池工作时,碘离子像“交通警察”一样,顺着电场跑到电极和电解质的接口处。主动吸引通行的锂离子过来,像流沙一样,哪里有小缝隙、小孔洞,就自动流过去填满。通过一番缝缝补补,电极和电解质就能自己贴得严严实实,从而突破了全固态电池走向实用的最大瓶颈。

第二就是中国科学院金属所的“柔性变身术”。科学家用聚合材料给电解质打造了一副“骨架”,让电池像升级版保鲜膜一样抗拉耐拽。弯折2万次、拧成麻花状都完好无损,完全不怕日常变形。同时,在柔性骨架中加入一些“化学的小零件”,它们有的能让锂离子跑得更快,有的能额外“抓”住更多锂离子,直接让电池储电能力提升86%。

第三就是清华大学的“氟力加固”。科研团队用含氟聚醚材料改造电解质,氟的“耐高压本事”极强,电极表面的“氟化物保护壳”,能够防止高电压“击穿”电解质。这项技术在满电状态下经过针刺测试、120℃高温箱测试都不会爆炸,可以确保安全和续航“双在线”。

未来已来,固态电池的硬核技术突破,正在把新能源出行的“未来”变成“现实”。

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