科技日报记者 陆成宽
全固态金属锂电池界面接触研究迎来主要进展。中国科学院物理研究所/北京凝结态物理国度研究中央黄学杰研究员团队，结合华中科技年夜学张恒传授团队、中国科学院宁波质料技能与工程研究所姚霞银研究员团队，开发出一种阴离子调控技能，可以或许于电极及电解质之间形成一层全新的界面。这层界面可以吸引锂离子自动流动，像“流沙”同样主动填充微小的漏洞或者孔洞，实现自顺应的慎密贴合，一举冲破了全固态电池走向实用的最年夜瓶颈。从此，界面接触再也不依靠外部加压。相干研究结果7日发表在《天然·可连续成长》杂志以和《进步前辈质料》杂志。
全固态金属锂电池被誉为下一代储能技能的“圣杯”，备受瞩目。但它一直面对一个棘手难题：固态电解质及金属锂电极之间必需连结慎密接触，传统做法要靠粗笨的外部装备连续施压，致使电池又年夜又重，难以投入现实运用。
于这项研究中，研究团队发明，全固态金属锂电池中，锂电极及电解质之间的接触其实不抱负，存于年夜量微小的孔隙及裂痕。这些问题不仅会缩短电池寿命，还有可能带来安全隐患。
为相识决这一难题，研究团队开发出一种新技能：他们于硫化物电解质中引入了碘离子。于电池事情时，这些碘离子会于电场作用下挪动至电极界面，形成一层富碘界面。这层界面可以或许自动吸引锂离子，像“自我修复”同样主动填充进所有的漏洞及孔洞，从而让电极及电解质始终连结慎密贴合。
更主要的是，基在该技能制备出的原型电池，于尺度测试前提下轮回充放电数百次后，机能依然不变优秀，远远跨越现有同类电池的程度。
研究职员暗示，这类新设计的上风很是较着：它不仅制造更简朴、用料更省，还有能让电池更耐用。他们尤其夸大，采用这项技能将来可以做出能量密度跨越 500瓦时/公斤 的电池，如许一来，电子装备的续航时间有望晋升两倍以上。
美国马里兰年夜学固态电池专家王春生传授于评价发表在《天然·可连续成长》的这项结果时暗示，“该研究从素质上解决了制约全固态电池贸易化的要害瓶颈问题，为实现实在用化迈出了决议性一步。”“传统技能需要施加跨越5 MPa（相称在50个年夜气压）的外力来维持界面不变，这类严苛前提严峻拦阻了其财产化进程。而这项中国团队开发的立异技能，从底子上转变了这一困境。”
据悉，这项冲破将加快高能量密度全固态金属锂电池的成长，将来有望于人形呆板人、电动航空、电动汽车等范畴年夜显身手，带来更安全、更高效的能源解决方案。
（物理所供图）
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