近日,我國科學(xué)家成功攻克了全固態(tài)金屬鋰電池的難關(guān),使得電池性能實現(xiàn)顯著提升。以前100公斤電池最多支持500公里續(xù)航,現(xiàn)在有望突破1000公里。
要理解這一突破,需要先了解固態(tài)電池為何尚未廣泛應(yīng)用于市場。電池充放電依靠鋰離子在正負極間移動。可以說,鋰離子是電池中的“外賣小哥”,負責(zé)將電子從正極送到負極,而固體電解質(zhì)則是它們的“高速公路”。常用的硫化物固體電解質(zhì)硬度高、脆如陶瓷;而金屬鋰電極卻軟得像橡皮泥。這兩種材料貼合時,界面處坑坑洼洼,影響電池充放電效率。
如今,我國多個科研團隊取得了三大關(guān)鍵技術(shù)突破,讓“陶瓷板”和“橡皮泥”實現(xiàn)嚴絲合縫,有望解決固-固界面接觸難題,徹底打通固態(tài)電池的續(xù)航瓶頸。
中國科學(xué)院物理研究所聯(lián)合多家單位開發(fā)了一種“特殊膠水”——碘離子。在電池工作時,碘離子會跑到電極和電解質(zhì)的接口處,主動吸引通行的鋰離子過來,自動填補小縫隙和孔洞,使電極和電解質(zhì)緊密貼合,從而突破了全固態(tài)電池走向?qū)嵱玫淖畲笃款i。
中國科學(xué)院金屬研究所則采用了“柔性變身術(shù)”??茖W(xué)家用聚合材料給電解質(zhì)打造了一副“骨架”,使電池像升級版保鮮膜一樣抗拉耐拽,彎折2萬次、擰成麻花狀都完好無損。同時,在柔性骨架中加入一些“化學(xué)小零件”,這些小零件有的能讓鋰離子跑得更快,有的能額外“抓”住更多鋰離子,直接讓電池儲電能力提升86%。
清華大學(xué)的研究團隊使用含氟聚醚材料改造電解質(zhì),氟具有很強的“耐高壓本事”,電極表面的“氟化物保護殼”能夠防止高電壓“擊穿”電解質(zhì)。這項技術(shù)在滿電狀態(tài)下經(jīng)過針刺測試和120℃高溫箱測試都不會爆炸,確保安全與續(xù)航并重。
固態(tài)電池的技術(shù)突破正在把新能源出行的未來變?yōu)楝F(xiàn)實。