近日,中国科学院金属研究所传来重大科研进展:该所研究团队在固态锂电池领域实现关键技术突破,成功攻克了界面阻抗大、离子传输效率低等制约行业发展的核心难题,为下一代高性能储能技术开辟了新路径。相关研究成果已发表于国际权威学术期刊《先进材料》(Advanced Materials)。
作为新能源领域的前沿技术,固态锂电池凭借其远超传统锂离子电池的安全性和能量密度,被国际能源界公认为下一代储能技术的核心方向。然而,传统固态电池中电极与电解质间的固-固界面接触不良问题,导致离子传输阻力激增、效率大幅下降,这一技术瓶颈长期阻碍着固态电池的商业化进程。
研究团队通过创新性的分子设计策略,在聚合物主链上同步引入具有离子传导功能的乙氧基团和具备电化学活性的短硫链,成功制备出可在分子尺度实现界面一体化的新型功能材料。实验数据显示,该材料不仅将离子传输能力提升至传统材料的3倍以上,更实现了离子传输与存储行为的动态可控切换,在不同电位区间可自动调节工作模式。
基于该材料构建的一体化柔性电池展现出卓越的机械性能,经测试可承受20000次反复弯折而不发生性能衰减。当作为复合正极的聚合物电解质使用时,复合正极的能量密度较传统结构提升达86%,这一突破性数据为固态电池在可穿戴设备、电动汽车等领域的实际应用奠定了材料基础。
据科研人员介绍,这项研究首次提出了"分子界面一体化"的设计理念,通过精准调控聚合物分子的化学结构,实现了界面阻抗的指数级降低。该成果不仅为高性能固态电池的开发提供了全新的材料设计范式,更标志着我国在固态电解质领域已跻身国际领先行列。
(综合央视新闻、每日经济新闻报道)