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我國科研團隊在新能源領(lǐng)域再獲重大突破。近日，中國科學院物理研究所、中國科學院金屬研究所及清華大學等單位聯(lián)合攻關(guān)，成功攻克全固態(tài)金屬鋰電池的固-固界面接觸難題，使電池能量密度與續(xù)航能力實現(xiàn)跨越式提升。據(jù)實驗數(shù)據(jù)顯示，采用新技術(shù)的100公斤級電池包續(xù)航里程有望突破1000公里，較傳統(tǒng)固態(tài)電池性能提升一倍。 破解“陶瓷板與橡皮泥”的世紀難題 全固態(tài)電池的核心瓶頸在于固態(tài)電解質(zhì)與金屬鋰電極的界面兼容性。傳統(tǒng)硫化物固態(tài)電解質(zhì)硬度高、脆如陶瓷，而金屬鋰電極則軟似橡皮泥，兩者貼合時界面處易形成微米級孔隙，導致鋰離子傳輸受阻，充放電效率大幅下降。此前，行業(yè)普遍采用50倍大氣壓外部加壓維持接觸，但這種方法增加了電池重量與安全隱患，難以實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。 針對這一難題，科研團隊提出三項顛覆性解決方案： · 碘離子界面自修復技術(shù)：中國科學院物理研究所團隊在電解質(zhì)中引入碘離子，利用其電場響應(yīng)特性，在電極界面形成動態(tài)富碘層。該層可主動吸引鋰離子填充孔隙，實現(xiàn)界面自適應(yīng)貼合。實驗表明，采用該技術(shù)的原型電池循環(huán)數(shù)百次后容量保持率超90%，徹底擺脫外部加壓依賴。 · 柔性電解質(zhì)骨架技術(shù)：中國科學院金屬研究所通過聚合物分子重組，在電解質(zhì)中構(gòu)建乙氧基團（離子傳導）與短硫鏈（電化學活性）雙功能骨架。該結(jié)構(gòu)使電池可承受2萬次彎折，能量密度提升86%，離子電導率提高10倍，適用于折疊設(shè)備、可穿戴電子等柔性場景。 · 氟化物耐高壓加固技術(shù)：清華大學團隊采用含氟聚醚材料改造電解質(zhì)，在電極表面形成氟化物保護層。該層可承受120℃高溫與針刺測試不爆炸，同時將電池工作電壓提升至4.5V以上，安全性與能量密度同步提升。 技術(shù)突破引發(fā)產(chǎn)業(yè)變革 目前，三項核心技術(shù)均已申請中國及國際專利，并進入中試階段。據(jù)行業(yè)預測，全固態(tài)電池量產(chǎn)成本較現(xiàn)有液態(tài)電池增加約15%，但能量密度突破500Wh/kg（主流電池約250Wh/kg），6分鐘快充可補充500公里續(xù)航，將徹底改寫新能源汽車產(chǎn)業(yè)格局。 在應(yīng)用場景方面，該技術(shù)不僅可為電動汽車提供超長續(xù)航支持，更將推動電動航空、人形機器人、深海探測等前沿領(lǐng)域發(fā)展。例如，搭載全固態(tài)電池的電動飛機單次充電續(xù)航可達2000公里，人形機器人作業(yè)時長延長至8小時以上。 國際認可與未來展望 美國馬里蘭大學教授、固態(tài)電池專家王春生評價稱：“該研究從本質(zhì)上突破了全固態(tài)電池商業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸，邁出了決定性一步�！彪S著技術(shù)迭代，我國科學家正探索將能量密度提升至720Wh/kg以上，并開發(fā)車規(guī)級單體容量120Ah的全固態(tài)電芯。 據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》預測，到2030年，電動汽車對動力電池的能量密度需求將超過500Wh/kg。此次突破不僅滿足了這一需求，更為我國在全球新能源競賽中贏得戰(zhàn)略主動權(quán)。未來三年，隨著產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新與規(guī)模化生產(chǎn)推進，全固態(tài)電池有望從實驗室走向千家萬戶，開啟綠色出行新篇章。 |
