近日，我國科學家成功攻克全固態(tài)金屬鋰電池的“卡脖子”難關，讓固態(tài)電池性能實現(xiàn)跨越式升級，以前100公斤電池最多支持500公里續(xù)航，如今有望突破1000公里天花板。
全固態(tài)金屬鋰電池
實現(xiàn)突破難在哪里?
電池充放電全靠鋰離子在正負極間“往返跑”。鋰離子相當于電池中的“外賣小哥”，負責把電子從電池正極送到負極，固態(tài)電解質就是“送外賣”所行駛的“道路”。
常用的硫化物固體電解質，硬度高、脆如陶瓷，而金屬鋰電極卻軟得像橡皮泥。這兩種材料貼合時，就像把橡皮泥粘在陶瓷板上，界面處坑坑洼洼，難走的“路”會影響電池充放電效率，這正是固態(tài)電池還沒有廣泛走向市場的原因。
三大關鍵技術突破
徹底打通固態(tài)電池續(xù)航瓶頸
如今，我國多個科研團隊紛紛出手，三大關鍵技術突破讓“陶瓷板”和“橡皮泥”實現(xiàn)嚴絲合縫，有望解決固固界面的接觸難題，徹底打通固態(tài)電池的續(xù)航瓶頸。
“特殊膠水”——碘離子
中國科學院物理研究所聯(lián)合多家科研團隊開發(fā)的“特殊膠水”，在電池工作時，會順著電場跑到電極和電解質的接口處，主動吸引通行的鋰離子過來，哪里有小縫隙、小孔洞，就自動流過去填滿。
通過一番縫縫補補，電極和電解質就能自己貼得嚴嚴實實，從而突破全固態(tài)電池走向實用的最大瓶頸。
“柔性變身術”
中國科學院金屬所的科學家用聚合材料給電解質打造一副“骨架”，讓電池像升級版保鮮膜一樣抗拉耐拽。彎折2萬次、擰成麻花狀都完好無損，完全不怕日常變形。
同時，在柔性骨架中加入一些“化學的小零件”，它們有的能讓鋰離子跑得更快，有的能額外“抓”住更多鋰離子，直接讓電池儲電能力提升86%。
“氟力加固”
清華大學的科研團隊用含氟聚醚材料改造電解質，氟的“耐高壓本事”極強，電極表面的“氟化物保護殼”，能夠防止高電壓“擊穿”電解質。
這項技術在滿電狀態(tài)下經(jīng)過針刺測試、120℃高溫箱測試都不會爆炸，可以確保安全和續(xù)航“雙在線”。
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