固態(tài)電池迎突破續(xù)航與安全兼得

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2025-10-10 11:02:08 時(shí)評(píng)人李文君

固態(tài)電池迎突破續(xù)航與安全兼得！日常生活中，我們常常在電池的續(xù)航能力和安全性之間做出取舍。手機(jī)電量不足、電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程焦慮以及電子設(shè)備偶爾起火等問題，都反映了傳統(tǒng)電池技術(shù)已經(jīng)接近性能極限。

最近，清華大學(xué)化工系張強(qiáng)教授的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種特殊的含氟聚醚電解質(zhì)，成功解決了固態(tài)電池研發(fā)中的兩個(gè)關(guān)鍵問題?；谶@種新材料制備的8.96安時(shí)軟包電池，能量密度達(dá)到604Wh/kg，并且在充滿電的情況下通過了針刺實(shí)驗(yàn)和120攝氏度高溫環(huán)境的考驗(yàn)，沒有發(fā)生燃燒或爆炸。

現(xiàn)代科技設(shè)備如電動(dòng)汽車、智能手機(jī)、無人機(jī)和智能機(jī)器人等，都面臨電池技術(shù)進(jìn)展緩慢的問題。目前市面上常見的液態(tài)鋰電池性能逐漸觸頂，例如電動(dòng)汽車使用的磷酸鐵鋰電芯能量密度多在150-190Wh/kg區(qū)間，三元鋰電芯也只能達(dá)到240-320Wh/kg。這樣的能量密度限制了電動(dòng)車的續(xù)航能力。為了增加續(xù)航，廠家要么堆砌更多電池導(dǎo)致車輛變重、成本上升，要么在安全性能上妥協(xié)，帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)。

液態(tài)鋰電池的安全性令人擔(dān)憂。當(dāng)電池受到擠壓、撞擊或溫度過高時(shí)，內(nèi)部液態(tài)電解液容易泄漏、燃燒甚至引發(fā)爆炸。新聞中偶爾出現(xiàn)的電動(dòng)車自燃、手機(jī)電池起火等事故，大多與此有關(guān)。

固態(tài)電池被認(rèn)為是下一代儲(chǔ)能技術(shù)的重要發(fā)展方向。它用固態(tài)材料取代液態(tài)電解液，理論上既能提供更高的能量密度，又具備更好的安全性能。然而，固態(tài)電池從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)的道路并不平坦，主要障礙是“界面問題”和電壓兼容性問題。

固態(tài)電池內(nèi)部全是固體材料，固體與固體之間的接觸不可能像液體那樣緊密貼合，這導(dǎo)致離子傳輸效率低下。此外，電池工作時(shí)正極處于高電壓狀態(tài)而負(fù)極電壓極低，電解質(zhì)材料必須在這種環(huán)境中保持穩(wěn)定。常見的聚醚類電解質(zhì)材料遇到4.0V以上的電壓就會(huì)開始分解，導(dǎo)致電池性能下降。

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