新能源汽车与储能领域的核心赛道 —— 固态锂电池技术,近日迎来中国科研团队的重要突破。中国科学院金属研究所发布消息称,其科研团队成功攻克固态电池界面阻抗大、离子传输效率低的行业痛点,相关研究成果已正式发表在国际顶级学术期刊《先进材料》上,为下一代高安全、高能量密度储能技术的落地提供了全新解决方案。
作为被业界寄予厚望的下一代电池技术,固态锂电池凭借出色的安全性和远超传统液态电池的能量密度,一直是全球科研机构与企业争夺的技术高地。但长期以来,传统固态电池面临一个关键瓶颈:电极与电解质之间的 “固 - 固界面” 存在接触不良问题。这一问题直接导致电池内部离子传输阻力飙升、传输效率大幅下降,成为制约固态锂电池从实验室走向实际应用的核心障碍。
为解决这一难题,中科院金属所团队另辟蹊径,充分利用聚合物分子在结构设计上的灵活性,打造出一种具有创新结构的新型材料。研究人员在聚合物主链上进行 “双功能修饰”:一方面引入具备离子传导功能的乙氧基团,为离子流动搭建高效通道;另一方面接入具有电化学活性的短硫链,强化材料的储能性能。通过这种分子尺度的精准设计,团队成功实现了电极与电解质的 “界面一体化”,从根源上改善了固 - 固界面接触问题。
这种新型材料的性能表现堪称惊艳。科研人员介绍,基于该材料构建的一体化柔性固态电池,展现出极强的结构稳定性 —— 可承受 20000 次反复弯折而不影响性能,这为穿戴设备、柔性电子等新兴领域的储能需求提供了可能。更重要的是,当该材料作为复合正极中的聚合物电解质使用时,能显著提升电池能量密度,实测数据显示复合正极能量密度提升幅度高达 86%,这意味着未来新能源汽车搭载此类电池后,续航里程有望实现跨越式增长。
业内人士分析,此次中科院金属所的研究成果,不仅突破了固态电池的关键技术瓶颈,更提供了一套全新的材料设计思路与研究范式。相较于传统研究中单纯优化电极或电解质单一组件的思路,这种 “界面一体化” 的分子设计理念,为解决固态电池多组件协同工作的难题提供了新方向,也为后续高性能固态电池的研发奠定了重要基础。
随着中国在固态锂电池领域的科研突破不断涌现,从企业端的半固态电池量产,到科研机构的核心材料创新,中国在下一代储能技术竞争中的优势正逐步凸显。此次中科院金属所的成果,无疑将进一步推动我国固态锂电池技术从基础研究向产业化应用的转化,为新能源产业的高质量发展注入新动能。