大陸中國科學院金屬研究所科研團隊近日在固態鋰電池領域取得突破,為解決固態電池界面阻抗大、離子傳輸效率低的關鍵難題提供了新路徑。該研究成果已於近日發表在國際學術期刊《先進材料》上。

《新華社》報導,中國科學院金屬研究所研究團隊開發出一種創新的界面調控方案,為解決固態電池界面阻抗大、離子傳輸效率低等關鍵技術難題開闢了新路徑。研究團隊利用聚合物分子的設計靈活性,在主鏈上同時引入具有離子傳導功能的乙氧基團和具備電化學活性的短硫鏈,製備出在分子尺度上實現界面一體化的新型材料。該材料不僅具備高離子傳輸能力,還能在不同電位區間實現離子傳輸與存儲行為的可控切換。
據了解,固態鋰電池因其高安全性和高能量密度,被視為下一代儲能技術的重要發展方向。然而,傳統固態電池中電極與電解質之間的固-固界面接觸不良,導致離子傳輸阻力大、效率低,容易出現「充不進、放不出」的現象,此外長期循環後容易產生副反應,縮短電池壽命,嚴重制約其實際應用。
科研人員介紹,基於該材料構建的一體化柔性電池表現出優異的抗彎折性能,可承受20000次反復彎折,彎折後容量保持率仍超過90%,這為可穿戴設備、柔性顯示螢幕等新興領域提供可靠儲能方案。此外,當將其作為複合正極中的聚合物電解質使用時,複合正極能量密度提升達86%,這意味在相同體積下,電池能存儲更多電能。此項研究為發展高性能、高安全性固態電池提供了新的材料設計思路與研究範式,對推動新一代儲能技術的發展具有重要意義。