據央視新聞10月16日報道，固態(tài)電池作為下一代鋰電池的核心技術(shù)方向，在新能源汽車(chē)、低空經(jīng)濟等領(lǐng)域具備廣闊的應用前景。針對這一前沿技術(shù)，我國科學(xué)家近期取得一批新進(jìn)展。
近日，我國科學(xué)家成功攻克全固態(tài)金屬鋰電池的“卡脖子”難關(guān)，讓固態(tài)電池性能實(shí)現跨越式升級，以前100公斤電池最多支持500公里續航，如今有望突破1000公里天花板。
全固態(tài)金屬鋰電池
實(shí)現突破難在哪里？
電池充放電全靠鋰離子在正負極間“往返跑”。鋰離子相當于電池中的“外賣(mài)小哥”，負責把電子從電池正極送到負極，固態(tài)電解質(zhì)就是“送外賣(mài)”所行駛的“道路”。
常用的硫化物固體電解質(zhì)，硬度高、脆如陶瓷，而金屬鋰電極卻軟得像橡皮泥。這兩種材料貼合時(shí)，就像把橡皮泥粘在陶瓷板上，界面處坑坑洼洼，難走的“路”會(huì )影響電池充放電效率，這正是固態(tài)電池還沒(méi)有廣泛走向市場(chǎng)的原因。
三大關(guān)鍵技術(shù)突破
徹底打通固態(tài)電池續航瓶
如今，我國多個(gè)科研團隊紛紛出手，三大關(guān)鍵技術(shù)突破讓“陶瓷板”和“橡皮泥”實(shí)現嚴絲合縫，有望解決固固界面的接觸難題，徹底打通固態(tài)電池的續航瓶頸。
“特殊膠水”——碘離子
中國科學(xué)院物理研究所聯(lián)合多家科研團隊開(kāi)發(fā)的“特殊膠水”，在電池工作時(shí)，會(huì )順著(zhù)電場(chǎng)跑到電極和電解質(zhì)的接口處，主動(dòng)吸引通行的鋰離子過(guò)來(lái)，哪里有小縫隙、小孔洞，就自動(dòng)流過(guò)去填滿(mǎn)。
通過(guò)一番縫縫補補，電極和電解質(zhì)就能自己貼得嚴嚴實(shí)實(shí)，從而突破全固態(tài)電池走向實(shí)用的最大瓶頸。
“柔性變身術(shù)”
中國科學(xué)院金屬所的科學(xué)家用聚合材料給電解質(zhì)打造一副“骨架”，讓電池像升級版保鮮膜一樣抗拉耐拽。彎折2萬(wàn)次、擰成麻花狀都完好無(wú)損，完全不怕日常變形。
同時(shí)，在柔性骨架中加入一些“化學(xué)的小零件”，它們有的能讓鋰離子跑得更快，有的能額外“抓”住更多鋰離子，直接讓電池儲電能力提升86%。
“氟力加固”
清華大學(xué)的科研團隊用含氟聚醚材料改造電解質(zhì)，氟的“耐高壓本事”極強，電極表面的“氟化物保護殼”，能夠防止高電壓“擊穿”電解質(zhì)。
這項技術(shù)在滿(mǎn)電狀態(tài)下經(jīng)過(guò)針刺測試、120℃高溫箱測試都不會(huì )爆炸，可以確保安全和續航“雙在線(xiàn)”。
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