我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在全固態(tài)金屬鋰電池領(lǐng)域取得重大突破，成功攻克了制約固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用的核心技術(shù)難題。據(jù)最新實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，新一代固態(tài)電池能量密度顯著提升，單次充電續(xù)航里程有望突破1000公里，較傳統(tǒng)鋰離子電池實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)。

長(zhǎng)期以來(lái)，固態(tài)電池未能大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵障礙在于固-固界面接觸問題。傳統(tǒng)鋰離子電池依賴液態(tài)電解質(zhì)作為離子傳輸通道，而固態(tài)電池采用硫化物固體電解質(zhì)與金屬鋰電極的組合時(shí)，由于材料特性差異導(dǎo)致界面接觸不良。就像將柔軟的橡皮泥與堅(jiān)硬的陶瓷板強(qiáng)行粘合，接觸面不可避免出現(xiàn)孔隙和裂縫，嚴(yán)重影響離子傳輸效率。

針對(duì)這一難題，國(guó)內(nèi)多個(gè)頂尖科研機(jī)構(gòu)展開協(xié)同攻關(guān)，在界面優(yōu)化領(lǐng)域取得三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)突破。這些創(chuàng)新成果通過(guò)不同機(jī)制解決了固-固界面接觸難題，為固態(tài)電池商業(yè)化掃清了主要障礙。

中國(guó)科學(xué)院物理研究所牽頭研發(fā)的"界面自修復(fù)技術(shù)"頗具創(chuàng)意。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在電池充放電過(guò)程中引入特定濃度的碘離子，這些離子會(huì)像智能交通指揮員般在電極-電解質(zhì)界面定向遷移。當(dāng)檢測(cè)到微觀孔隙時(shí)，碘離子會(huì)引導(dǎo)鋰離子形成流動(dòng)補(bǔ)償層，自動(dòng)填補(bǔ)界面缺陷。實(shí)驗(yàn)表明，該技術(shù)可使界面接觸面積提升90%以上，有效降低界面阻抗。

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所開發(fā)的"柔性電解質(zhì)框架"技術(shù)另辟蹊徑。科研人員通過(guò)分子設(shè)計(jì)構(gòu)建出三維聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，賦予電解質(zhì)類似橡膠的柔韌性。這種創(chuàng)新材料在經(jīng)受2萬(wàn)次彎折、扭曲變形后仍能保持完整，同時(shí)通過(guò)功能基團(tuán)修飾將鋰離子遷移數(shù)提升至0.78，電池容量較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)提高86%。

清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)提出的"氟化界面工程"則著眼于安全性能提升。研究人員采用含氟聚醚材料對(duì)電解質(zhì)進(jìn)行表面改性，在電極表面形成穩(wěn)定的氟化物保護(hù)層。該結(jié)構(gòu)不僅能承受4.5V高壓而不分解，更在針刺實(shí)驗(yàn)和120℃高溫測(cè)試中表現(xiàn)出優(yōu)異穩(wěn)定性，從根本上解決了高能量密度電池的安全隱患。

這些技術(shù)突破正在推動(dòng)固態(tài)電池從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。業(yè)內(nèi)專家指出，當(dāng)續(xù)航里程突破1000公里門檻后，電動(dòng)汽車將徹底消除里程焦慮，新能源交通工具的普及速度有望大幅加快。隨著材料體系與制造工藝的持續(xù)優(yōu)化，固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用已進(jìn)入倒計(jì)時(shí)階段。