科技创新

THIS NAME

行业学术动态

首页 >> 科技创新 >> 行业学术动态 >> 正文

固态电池-新突破!

发布日期:2025-10-29    作者:     来源:     点击:

我国科研团队在全固态金属锂电池领域取得重大突破,通过创新的阴离子调控技术解决了固态电解质与锂电极界面接触的难题,为推动下一代储能技术产业化迈出关键一步。该成果由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单位完成,研究已于10月7日发表于《自然-可持续发展》。济宁职业技术学院储能技术研究院积极响应这一进展,致力于助力我国储能产业高质量发展。

全固态金属锂电池因其优越的能量密度和安全性,被视为未来储能技术的核心。然而,电解质与锂电极间的界面接触不佳长期阻碍其发展,传统方法依赖外部压力仍无法消除微孔和裂缝,影响电池寿命和安全。科研团队开发出阴离子调控技术,通过在电解质中引入碘离子,在电场作用下形成富碘界面层,吸引锂离子填补界面空隙,实现紧密贴合。测试显示,该技术打造的原型电池经数百次循环充放电后性能稳定,超越现有同类电池,且生产工艺更简便、材料消耗更少,为规模化应用提供了可能。

同时,中国科学院金属研究所研发的新型富硫聚合物P(EO2-S3)为固态电池带来新突破。该材料通过环氧乙烷基团与三硫键的共价结合,实现功能切换:在2.8-3.8V区间作为固态电解质(50℃时离子电导率1.0×10-4 S/cm,锂离子迁移数0.53),在1.8-2.5V区间作为正极材料(可逆容量491.7mAh/g)。基于此材料的一体化电极-电解质电池展现优异性能:350次循环容量保持率达98%,经20000次弯折后电压稳定,展现出色柔性。当用于LiFePO4正极时,复合正极容量达358.3mAh/g,电极能量密度提升至585.9Wh/kg,为解决界面阻抗和离子传输效率低提供了新方案。

行业分析显示,硫化物电解质以高离子电导率(接近液态电解质的32 mS/cm)成为研究重点,但需解决安全性和副反应问题。氧化物和聚合物电解质电导率较低(约1 mS/cm),需通过复合材料优化。硫化物电解质成本已从7-8万元/千克降至1-2万元,预计2030年可降至数百元/千克,竞争力显著增强。正极材料以高镍三元为主,成熟度高,而富锂锰基材料因电压衰减等问题需进一步改进。

这些技术突破为电动汽车、人形机器人和电网储能等领域提供了更安全、高效的能源解决方案。储能技术研究院将紧跟行业前沿,深化产学研合作,为我国储能产业的技术进步和人才培养贡献力量。

(撰稿:王若男;初审:秦鹏;复审:张文国;终审:黄福军)