中国科学家攻克固态电池充电关键难题

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全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突破。近日，我国科学家成功攻克了固态锂金属电池的“卡脖子”问题，使固态电池的性能得到大幅提升。此前，100公斤的电池只能支持500公里的续航里程，但现在有望突破1000公里的极限。这是怎么做到的？要了解这一进展，有必要了解为什么固态电池尚未在市场上广泛使用。电池的充电和放电取决于完全取决于锂离子在正极和负极之间的“转移”。锂离子是电池的“送货员”，负责将电子从电池正极输送到负极，而固体电解质可以说是这个“输送”的“高速公路”。常用的固体硫电解质像陶瓷一样硬而脆。另一方面，锂金属电极像粘土一样柔软。将这两种材料结合起来就像将粘土粘合到陶瓷板上一样。界面凹凸不平，导航困难，影响电池充放电效率。目前我国多个科研团队正在行动。三大重要技术进步才使得“陶瓷板”和“粘土”完全融合，有望解决固固界面接触问题，彻底打破固态电池的寿命瓶颈。第一个是iodi氖离子，是中科院物理研究所与多个科研团队合作研发的“特种粘合剂”。当电池工作时，碘离子就像“交通警察”，穿过电场到达电极和电解质之间的界面。它主动吸引像流沙一样穿过的锂离子，并自动流过小间隙和孔。填满它。通过缝合和修复，可以使电极和电解液紧密接触，克服了全固态电池实际应用中的最大障碍。第二个是中科院金属研究所的“柔性变形技术”。科学家们利用聚合物材料为电解质打造了“骨架”，使电池像改进版的保鲜膜一样耐拉扯。虽然已经被折叠扭曲了20000次多次使用后，它仍然完好无损，不怕日常变形。同时，在柔性骨架上添加了几个“化学小部件”。其中一些可以让锂离子工作得更快，而另一些则可以“捕获”更多的锂离子，直接将电池的储能容量提高86%。三是清华大学的“氟强化”。科研团队采用含氟聚醚材料对电解液进行转化。氟具有极强的“耐高压能力”，电极表面的“P壳”氟保护剂”可以防止电解液因高压而“破坏”。这项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，保证了“双列直插”电池的安全性和寿命。未来已来，固态电池的强大技术进步 正在用新能源打造出行的“未来”现实”。