新能源車?yán)m(xù)航里程或翻倍定義新的賽道!
近日,中國科學(xué)院物理研究所黃學(xué)杰團(tuán)隊聯(lián)合中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所和華中科技大學(xué)等機(jī)構(gòu),成功解決了全固態(tài)金屬鋰電池中固體電解質(zhì)和鋰電極之間難以緊密接觸的難題。這一突破性研究成果已于10月7日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·可持續(xù)發(fā)展》上,并獲得該刊編輯推薦,標(biāo)志著中國在下一代電池技術(shù)的國際競賽中取得重要進(jìn)展。黃學(xué)杰教授近日在接受《環(huán)球時報》記者專訪時表示,全固態(tài)電池未來有望應(yīng)用于人形機(jī)器人、電動航空、電動汽車等領(lǐng)域。電池技術(shù)是新能源汽車的“心臟”,利用這種新發(fā)現(xiàn),未來電池包內(nèi)可以填充更多活性材料,結(jié)合金屬鋰負(fù)極可使單體電池能量密度超500Wh/公斤,加上全固態(tài)電池系統(tǒng)的簡化,整車?yán)m(xù)航里程大幅度提升。
突破全固態(tài)電池的“界面之困”全固態(tài)金屬鋰電池,被譽(yù)為下一代儲能技術(shù)的“圣杯”。它憑借更高的能量密度、更強(qiáng)的安全性,被全球科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)視為替代傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的核心方向。但長期以來,一個令人“頭疼”的難題始終制約其走向?qū)嵱茫垂腆w電解質(zhì)與金屬鋰電極之間的“固-固界面接觸”問題。
黃學(xué)杰介紹說,傳統(tǒng)技術(shù)路線中,固體電解質(zhì)與金屬鋰電極無法自然緊密貼合,界面存在大量微小孔隙與裂縫。這些缺陷不僅會大幅縮短電池壽命,還可能引發(fā)內(nèi)部短路等安全隱患。為解決這一問題,行業(yè)普遍采用“外部加壓”方案,依賴笨重的機(jī)械裝置持續(xù)施加超過5MPa(相當(dāng)于50個大氣壓)的壓力,這種設(shè)計直接導(dǎo)致電池體積龐大、重量激增,根本無法滿足新能源車、便攜電子設(shè)備等場景的實(shí)際需求。
黃學(xué)杰告訴《環(huán)球時報》記者:“最新公布的研究工作成果有效解決全固態(tài)金屬鋰電池中負(fù)極和固體電解質(zhì)的固-固界面接觸難題,實(shí)現(xiàn)硫化物電解質(zhì)全固態(tài)金屬鋰電池在低壓力甚至無壓力下正常工作?!?/p>