中科院金屬研究所科研團隊近日在固態電池領域取得重大突破,研發出一種名為P(EO?-S?)的新型聚合物材料。該材料通過分子級設計實現電極與電解質的一體化,不僅使電池具備2萬次彎折耐久性,更將能量密度提升近86%,為柔性電子設備和新能源汽車開辟了全新技術路徑。
傳統固態電池長期受制于界面問題:固態電極與電解質接觸不良導致離子傳導受阻,脆性無機材料更無法滿足柔性需求。研究團隊創新性地采用"雙功能主鏈"設計,將乙氧基的離子傳導特性與短硫鏈的電化學活性整合至同一分子結構,使材料在分子尺度上實現電極-電解質一體化。這種設計將界面阻力轉化為離子傳輸助力,室溫下鋰離子電導率達1.0×10?? S/cm,達到實用化標準。
柔性測試數據極具說服力:采用該材料制備的電池經2萬次彎折后,容量保持率和循環壽命均維持穩定。這意味著折疊屏手機可突破電池倉設計限制,智能手環和醫療監測貼片將實現更輕薄的形態。在能量密度方面,復合正極應用使單位體積/重量的儲能能力提升86%,為電動汽車突破續航瓶頸提供了可能。
盡管實驗室數據亮眼,但產業化仍面臨多重挑戰。大規模生產需解決涂布工藝一致性、高低溫循環壽命、材料兼容性等關鍵問題。從應用節奏看,柔性電子設備可能率先受益——這類產品對能量密度要求相對較低,但迫切需要安全可靠的柔性電源。而車用電池需通過極端環境測試和十年以上壽命驗證,預計2030年前后才能實現規模化應用。
這項突破標志著電池技術從"功能疊加"向"材料原生集成"的范式轉變。通過分子工程將導電性、電化學活性等特性直接植入材料基因,避免了傳統方案中"打補丁"式的界面優化。這種創新路徑不僅解決了固態電池的界面頑疾,更為下一代儲能技術指明了方向。











