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最近,我国的科学家们终于突破了全固态金属锂电池的“卡脖子”难题,推动固态电池的性能迈上了新台阶。过去,100公斤的电池最多只能跑500公里,现在有望突破1000公里的瓶颈。这到底怎么搞到的?咱们一起看看吧。
要搞懂这次的突破,得先明白为啥固态电池还没大规模应用吧。电池里的充放电,全靠锂离子在正负极之间“跑跑跑”。可以说,锂离子就像个“跑腿小哥”,负责把电子从正极“送到”负极。而固体电解质呢,就是“高速公路”,让它们顺畅“跑”。平时用的硫化物固体电解质,硬得像陶瓷,又脆又易碎;反倒金属锂电极软得像橡皮泥。这两种材料一粘在一起,就像把橡皮泥粘到陶瓷板上,界面那儿坑坑洼洼。路不好走,充放电效率就打折扣啦。
现如今,我国不少科研团队都在忙活着,经过一番努力,三项关键技术的突破让“陶瓷板”与“橡皮泥”之间紧密贴合,有望破解固体界面接触难题,彻底打破固态电池续航上的瓶颈。
中国科学院物理研究所联手多家单位的科研团队,研制出了“特殊胶水”——碘离子。在电池工作的时候,碘离子就像“交通警察”一样,沿着电场的方向跑到电极和电解质的连接界面。它主动吸引通行的锂离子,像沙漏里的沙子一样,哪里出现了缝隙、小孔洞,它就自动流过去,把空隙填补好。经过这么一番“补缝修补”之后,电极与电解质能粘贴得很密实,成功攻破了全固态电池走向实用的最大难关。
第二个亮点是来自中国科学院金属研究所的“柔性变身术”。科研人员用聚合物材料为电解质搭建了一副“骨架”,让电池像换了个“弹性护身衣”一样,抗拉扯、耐弯折。即使弯折2万次,或者拧成麻花形状,都能保持完好,完全不怕日常的折腾。同时在这个柔性骨架里加入了一些“化学小零件”,它们有的能让锂离子跑得更快,有的能“牢牢抓住”更多锂离子,结果让电池的储电能力一下子提升了86%。
第三个亮点是来自清华大学的“氟力加固”。研究团队用含氟聚醚材料对电解质进行改良,氟的“抗高压能力”特别出众,电极表面的“氟化物保护层”能有效阻挡高电压“穿透”电解质。这项技术在满电情况下经过针刺试验和120℃高温箱试验,都没有发生爆炸,确保了安全性和续航能力“双保险”。
未来已经到来,固态电池的核心技术突破,正慢慢将新能源出行的“幻想”变成“实在”。
央视新闻报道显示,随着技术的不断进步,固态电池逐渐走入人们的视野,成为推动新能源出行的重要力量。
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