全固態電池如何走向實用？中國科學家研發新技術突破最大瓶頸
中新網北京10月8日電 (記者 孫自法)全固態金屬鋰電池被譽為下一代儲能技術的全固“圣杯”，但其面臨固-固界面接觸的態電突破棘手難題導致難以實用化，一直以來備受關注。池何黃金軟件3
記者10月8日從中國科學院物理研究所獲悉，走向中國最全固態電池走向實際應用的實用最大瓶頸——固體電解質和金屬鋰電極之間如何保持界面緊密接觸，最近已被中國科學家研發的科學新技術破解，基于該技術制備出的家研技術原型電池，性能遠超現有同類電池。發新
一舉突破最大瓶頸
全固態金屬鋰電池一直面臨一個棘手難題：固體電解質和金屬鋰電極之間必須保持緊密接觸，瓶頸傳統做法要靠笨重的全固黃金軟件3外部設備持續施壓，導致電池又大又重，態電突破難以投入實際應用。池何
本項研究成果相關示意圖。走向中國最中國科學院物理研究所 供圖在本項研究中，實用中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心黃學杰研究員團隊聯合華中科技大學張恒教授團隊、科學中國科學院寧波材料技術與工程研究所姚霞銀研究員團隊研究發現，全固態金屬鋰電池中，鋰電極和電解質之間的接觸并不理想，存在大量微小的孔隙和裂縫，這些問題不僅會縮短電池壽命，還可能帶來安全隱患。
為解決這一難題，研究團隊開發出一種在硫化物電解質中引入碘離子的新技術：電池工作時，這些碘離子會在電場作用下移動至電極界面，形成一層富碘界面。這層界面能夠主動吸引鋰離子，像“自我修復”一樣自動填充進所有的縫隙和孔洞，從而讓電極和電解質始終保持緊密貼合。
研究團隊稱，更重要的是，基于該技術制備出的原型電池，在標準測試條件下循環充放電數百次后，性能依然穩定優異，遠遠超過現有同類電池的水平。
本項研究成果相關示意圖。中國科學院物理研究所 供圖由中國科學家開發出的這一陰離子調控技術，能在電極和電解質之間形成一層全新的界面，可以吸引鋰離子主動流動，像“流沙”一樣自動填充微小的縫隙或孔洞，實現自適應的緊密貼合。由此，界面接觸不再依賴外部加壓，一舉突破了全固態電池走向實用的最大瓶頸。相關研究成果論文，近日已在國際專業學術期刊《自然·可持續發展》發表。
未來有望大顯身手
研究團隊表示，本項研究開發的新技術優勢非常明顯：不僅制造更簡單、用料更省，還能讓電池更耐用。他們特別強調，采用這項新技術未來可以做出能量密度超過500瓦時/千克的電池，如此一來，電子設備的續航時間有望提升至少兩倍以上。
同時，這項突破將加速高能量密度全固態金屬鋰電池的發展，未來有望在人形機器人、電動航空、電動汽車等領域大顯身手，帶來更安全、更高效的能源解決方案。
在美國馬里蘭大學固態電池專家王春生教授看來，最新發表的這項研究成果，從本質上解決了制約全固態電池商業化的關鍵瓶頸問題，為實現其實用化邁出了決定性一步。傳統技術需要施加超過5兆帕(相當于50個大氣壓)的外力來維持界面穩定，這種嚴苛條件嚴重阻礙了其產業化進程，而這項中國團隊開發的創新技術，從根本上改變了這一困境。
本項研究成果相關示意圖。中國科學院物理研究所 供圖針對本項研究成果是否徹底解決了固態電池固-固界面接觸難題、何時實現量產、是否增加成本、長期電化學穩定性如何等問題，研究團隊一一回應稱，這次研究解決了全固態金屬鋰電池負極側界面的固-固接觸難題，對解決正極/電解質固-固接觸問題同樣具有啟發作用。
本項研究成果已獲得中國發明專利授權，正在申請國際專利，從實驗室到量產的困難集中在工藝和裝備研發方面，預計還需要3至5年時間努力。
新技術采用引入碘離子的方法，不會增加全固態金屬鋰電池成本。此外，富碘與金屬鋰化學穩定性好，對全固態金屬鋰安全性提升有利。(完)
