固态电池作为下一代锂电池的核心技术方向,在新能源汽车、低空经济等领域具备广阔的应用前景。近日,我国科学家在固态电池领域取得重大突破,成功攻克全固态金属锂电池的关键技术难题,使得固态电池性能实现跨越式升级。这一突破标志着我国在下一代锂电池技术上迈出了重要一步,有望将新能源汽车的续航里程从目前的最多500公里提升至1000公里以上,为新能源汽车、低空经济等前沿产业的发展注入强劲动力。
全固态金属锂电池因其高能量密度、优异的热稳定性、不易燃爆以及长循环寿命等优势,被广泛认为是下一代储能技术的终极方向,有“圣杯”之称。其关键创新在于采用固态电解质取代传统液态电解质和隔膜体系。然而,该技术的发展长期受困于固态电解质与金属锂电极之间的“固-固界面接触”难题。具体来说,硫化物固态电解质硬度高、质地脆硬如陶瓷,而金属锂电极则质地柔软、类似橡皮泥,两者在接触时难以实现紧密贴合,容易产生间隙与孔洞,从而严重阻碍锂离子的高效传输,制约电池整体性能的提升。
我国多个科研团队通过联合攻关,取得了三大关键技术突破:
1.“特殊胶水”——碘离子技术:中国科学院物理研究所联合华中科技大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所等团队,开发出一种基于“碘离子”的阴离子调控技术。该技术如同“特殊胶水”,在电池工作时可随电场迁移至电极与电解质的界面处,主动吸引锂离子填补缝隙和孔洞,使二者实现紧密贴合。此项成果已发表于国际学术期刊《自然-可持续发展》,为全固态电池走向实用化提供了关键技术支撑。
2.“柔性变身术”——柔性骨架技术:中国科学院金属研究所团队在固态锂电池领域取得突破,通过聚合材料为电解质构建柔性骨架,大幅提升电池的机械性能。实验显示,该电池可弯折2万次或拧成麻花状仍保持完好,具备优异的抗拉耐拽能力。同时,柔性骨架中引入的特定化学成分可提升锂离子传输速度并增强储电能力,使电池储能容量提高86%。相关研究已发表于《先进材料》期刊。
3.“氟力加固”——含氟聚醚材料技术:清华大学化学工程系张强团队成功开发出新型含氟聚醚电解质。利用氟元素极强的耐高压特性,在电极表面形成稳定的“氟化物保护壳”,有效防止高电压击穿电解质。该技术确保电池在满电状态下通过针刺测试和120℃高温箱测试均不发生爆炸,显著提升了电池的安全性和稳定性。相关成果已于2025年9月25日在线发表于《自然》杂志。
目前,三大技术突破已通过实验室验证,部分成果已被央视新闻、人民日报等权威媒体报道,显示出较高的成熟度。不过,从实验室到量产,仍需解决规模化生产、成本控制等问题。但可以确定的是,随着技术不断迭代,固态电池的量产时间表正在不断提前,或许在未来 3-5 年内,搭载固态电池的新能源车就将走进寻常百姓家。
从 “续航 500 公里” 到 “续航 1000 公里”,从 “安全隐患” 到 “双在线保障”,我国科学家用三大技术突破,让固态电池从 “未来概念” 变成了 “触手可及的现实”。这不仅是新能源技术的一次跨越,更是我国科技创新实力的生动体现 —— 当核心技术掌握在自己手中,新能源产业的未来,终将由我们自己定义。
本文内容来源于央视新闻等公开信息,“新能源技术与装备”整理,责任编辑:胡静,审核人:李峥
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