中国科学家攻克固态电池充电主要问题
固态电池作为下一代锂电池的主要技术方向,在新能源汽车、低空经济等领域具有广阔的应用前景。针对这一前沿技术,中国科学家取得了许多新进展。
近日,中国科学家成功攻克全固态金属锂电池的“卡脖子”难题,让固态电池的性能实现跨越式升级:以前100公斤的电池只能支持500公里的续航里程,而现在有望突破1000公里的上限。是怎么做到的?要了解这一突破,您需要了解为什么固态电池尚未上市。
电池放电时的充电完全依赖于锂离子在正极和负极之间“来回运行”。可以说,锂离子是电池中的“送货员”,担负着电池的重任。或者说电子从电池正极向负极的传输,固体电解质就是它们进行“输送”的“高速公路”。常用的硫化物固体电解质像陶瓷一样硬而脆;而金属锂电极像橡皮泥一样柔软。当这两种材料结合在一起时,就像将橡皮泥粘在陶瓷板上一样。接口烂了,行走困难,会影响电池充放电效率。
如今,我国不少科研团队已经行动起来。 Pinap的三大技术突破将“陶瓷板”与“橡皮泥”完美结合,有望解决固-固界面的接触问题,彻底打破固态电池的续航瓶颈。
第一个是中科院物理研究所联合多项科研成果研制的“特种胶”——碘离子组。电池工作时,碘离子就像“交通警察”,沿着电极和电解液界面处的电场运行。主动吸引经过的锂离子,就像流沙一样,那里有细小的间隙和孔洞,它们会自动流动来填充它们。通过一些缝合和固定,电极和电解液可以紧密地粘合在一起,从而打破了全固态电池实际使用的最大瓶颈。
第二个是中科院金属研究所的“柔性变换法”。科学家们利用高分子材料为电解液打造了“框架”,让电池像保鲜膜的升级版一样耐拉扯。它被弯曲2万次,弯成麻花状,却保持完好,不怕日常变形。同时,在柔性框架中添加了一些“化学颗粒”。其中一些可以使锂离子跑得更快,有的可以“带走”更多的锂离子,直接使电池的蓄电能力增加86%。
三是清华大学的“氟补强”。科研团队使用的材料中含有含氟电解质。氟具有非常强的“耐高压能力”,电极表面的“氟保护壳”可以防止高压“击垮”电解液。该技术即使在充满电的情况下经过针刺测试和120℃高温箱测试也不会爆炸,保证“双在线”安全和电池寿命。
未来已来,固态电池硬核技术的突破正在将新能源出行的“未来”变成“现实”。 上一篇:“大雁塔玄奘铜像长满青苔”由AI生成——今日辟
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