中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華中科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所等組成的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種陰離子調(diào)控技術(shù)，解決了全固態(tài)金屬鋰電池中電解質(zhì)和鋰電極之間難以緊密接觸的難題，為其走向?qū)嵱没峁┝岁P(guān)鍵技術(shù)支撐。相關(guān)研究成果已于7日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-可持續(xù)發(fā)展》上。
全固態(tài)金屬鋰電池被視為下一代儲(chǔ)能技術(shù)的重要發(fā)展方向。然而，固態(tài)電解質(zhì)與金屬鋰電極的界面接觸問(wèn)題一直是制約其產(chǎn)業(yè)化的難題。傳統(tǒng)做法依靠笨重的外部設(shè)備持續(xù)施壓，但鋰電極和電解質(zhì)之間仍然存在大量微小孔隙和裂縫——這不僅會(huì)縮短電池壽命，還可能帶來(lái)安全隱患。
為破解這一困境，研究團(tuán)隊(duì)在電解質(zhì)中引入了碘離子。在電池工作時(shí)，這些碘離子會(huì)在電場(chǎng)作用下移動(dòng)至電極界面，形成一層富碘界面。這層界面能夠主動(dòng)吸引鋰離子，自動(dòng)填充所有的縫隙和孔洞，讓電極和電解質(zhì)始終保持緊密貼合。
經(jīng)測(cè)試，基于該技術(shù)制備出的原型電池經(jīng)歷數(shù)百次循環(huán)充放電后，性能依然穩(wěn)定，遠(yuǎn)超現(xiàn)有同類電池水平。據(jù)介紹，這種新設(shè)計(jì)不僅制造更簡(jiǎn)單、用料更省，還能讓電池更耐用，未來(lái)有望為人形機(jī)器人、電動(dòng)航空、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域帶來(lái)更安全高效的能源解決方案。
美國(guó)馬里蘭大學(xué)教授、固態(tài)電池專家王春生評(píng)價(jià)道：“該研究解決了制約全固態(tài)電池商業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)其實(shí)用化邁出了決定性一步。”
