近日,中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在全固態(tài)電池領(lǐng)域取得了一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)突破,為這一備受矚目的下一代儲(chǔ)能技術(shù)邁向?qū)嵱没瘨咔辶俗畲笳系K。由中科院物理所黃學(xué)杰研究員團(tuán)隊(duì)牽頭,聯(lián)合華中科技大學(xué)張恒教授團(tuán)隊(duì)與中科院寧波材料所姚霞銀研究員團(tuán)隊(duì),共同研發(fā)出一種創(chuàng)新的陰離子調(diào)控技術(shù),成功解決了全固態(tài)電池中電極與電解質(zhì)界面接觸的長(zhǎng)期難題。
全固態(tài)金屬鋰電池因其高能量密度、長(zhǎng)壽命和安全性被視為能源存儲(chǔ)領(lǐng)域的“終極方案”,但此前始終受制于一個(gè)核心問(wèn)題:固態(tài)電解質(zhì)與金屬鋰電極之間難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、持久的緊密接觸。傳統(tǒng)解決方案依賴外部機(jī)械加壓裝置維持界面貼合,這不僅增加了電池體積和重量,更限制了其在便攜設(shè)備、電動(dòng)汽車等場(chǎng)景的應(yīng)用潛力。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn),電極與電解質(zhì)接觸面存在大量微觀孔隙和裂縫,這些缺陷不僅會(huì)加速電池性能衰減,還可能引發(fā)鋰枝晶生長(zhǎng)等安全隱患。針對(duì)這一痛點(diǎn),科研人員創(chuàng)新性地在硫化物電解質(zhì)中引入碘離子。當(dāng)電池工作時(shí),碘離子在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下向電極界面遷移,形成一層具有“自我修復(fù)”特性的富碘界面層。該界面層能主動(dòng)吸引鋰離子,自動(dòng)填充所有縫隙和孔洞,使電極與電解質(zhì)始終保持原子級(jí)緊密接觸,徹底擺脫了對(duì)外部加壓的依賴。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,采用該技術(shù)制備的原型電池在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下,經(jīng)數(shù)百次充放電循環(huán)后仍保持優(yōu)異性能,循環(huán)壽命和能量保持率均顯著優(yōu)于現(xiàn)有同類產(chǎn)品。這一突破不僅為全固態(tài)電池的商業(yè)化應(yīng)用鋪平了道路,更可能推動(dòng)電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域的技術(shù)革命。相關(guān)研究成果已同步發(fā)表于《自然?可持續(xù)發(fā)展》和《先進(jìn)材料》兩大國(guó)際權(quán)威期刊。











