来源：环球时报【环球时报记者 李选典】近日，中科院物理研究所黄学杰团队与中科院宁波材料工程研究院、华中科技大学等合作，成功解决了全固态金属锂电池中固体电解质和锂电极难以粘附的问题。这项开创性的研究成果于10月7日发表在国际学术期刊《自然可持续发展》上，并得到该期刊编辑推荐，标志着中国在下一代电池技术国际竞争中取得重大进展。黄学杰教授近日在接受环球时报记者专访时表示，固态电池未来有望应用于机器人、电动飞机、电动汽车等领域。电池技术是“核心”这一新发现将使得未来电池组可以填充更多活性材料，与金属锂负极结合，单体电池的能量密度可超过500Wh/kg，再加上固态电池系统的简化，可大幅提升车辆续航里程。全固态金属锂电池克服了固态电池的“界面困境”，被称为新能源汽车的“圣杯”。 下一代储能技术。由于其更高的能量密度和更高的安全性，全球科研机构和企业将其视为替代传统液态锂离子电池的中心方向。然而，固体电解质与锂金属电极之间的“固-固界面接触”这一“棘手”问题，长期以来一直限制其实际应用。黄学杰表示，在传统技术路线中，固体电解质是而且锂金属电极不能完美自然贴合，界面处存在很多小孔和裂纹。这些缺陷不仅会显着降低电池寿命，还会造成内部短路等安全风险。为了解决这个问题，业界普遍采用“外部加压”方案，利用大型机械设备持续施加大于5兆帕（相当于50个大气压）的压力。这种设计直接导致电池尺寸和重量增大，无法满足新能源汽车、便携式电子设备等三种场景的实际需求。黄学杰对环球时报记者表示：“最新研究成果有效解决了全固态锂金属电池中负极与固体电解质之间的固固界面接触问题，实现了硫化物电解质的全固态金属锂电池即使在低压或无压下也能正常工作。”阿科报道称，中国研究团队将碘离子引入硫化物电解液中，借助电场，碘离子聚集在电极界面，形成富碘界面层。这个界面似乎具有神奇的力量，主动吸引锂离子，用锂离子精确地填充所有间隙和孔洞，并在电极和电解质之间形成气密密封，而不需要外部压力。更重要的是，在标准测试条件下，即使经过数百次充放电循环，电池性能仍保持稳定优异，远超现有同类固态电池的水平。 “实验证实，该技术的引入可以有效解决固态金属锂电池负极与电解液界面零压力下稳定接触的问题。如果正极的体积变形材料足够小，固态电池可以完全消除外部加压的限制。” 大幅减少对稀缺黄金的需求新能源汽车的续航里程一直是人们关注的焦点。固态电池技术的进步有望给这一领域带来革命性的变化。黄学杰表示：“当外部加压系统被去除后，电池组内部填充的活性物质显着增加。与金属锂负极组合时，单体电池的能量密度可超过500Wh/kg。再加上固态电池系统的简化，车辆的续航里程将大幅提升。”据环球时报记者了解，目前常规磷酸铁锂电池的能量密度约为200Wh/kg，而三元锂电池可以达到300Wh/kg。将能量密度提高到500Wh/kg，意味着电动车的续航里程将大幅提升。ic汽车在电池重量相同的情况下可以增加一倍。黄学杰告诉环球时报记者，新技术“不仅易于制造、节省材料，而且还提高了电池的耐用性”。它还“有助于提高全固态金属锂的安全性”。他进一步补充道：“该封装从机械角度来说，取消了机械加压系统，可以提高电池组的空间利用率，有利于加速固态电池的商业化，适应多场景应用。”除了电池寿命和安全性之外，该技术还为新能源汽车产业链的“降本增效”和“资源安全”提供了新途径。 锂离子电池严重依赖钴、镍等稀有金属。这些金属不仅储量有限、价格波动较大，而且严重依赖进口，导致使得产业链的稳定发展变得困难。黄学杰强调：“该技术通过解决电极锂金属负极与固体电解质之间的界面接触和稳定性问题，为硫、硫化物、氯化物等正极材料的使用创造了条件。此类正极材料资源丰富、成本低廉，可显着降低对钴、镍等的影响。对稀有金属的依赖也符合战略方向。” 一个可持续发展的社会。”电池材料的开发。中国在固态电池领域的进步，在全球能源转型浪潮中从主要‘跟随者’变成了部分‘引领者’，引起了国际社会的广泛关注和高度赞誉。马里兰大学固态电池领域知名专家王春生教授直言Nature Sustai发表成果进展：“这项研究从本质上解决了限制固态电池商业化的主要瓶颈问题，向实际应用迈出了决定性的一步。”他补充道：“传统技术需要施加5兆帕以上的外力来维持界面稳定性，这种苛刻的条件极大地阻碍了产业化进程。中国团队开发的这项创新技术从根本上改变了这一困境。”黄学杰强调，“从全球来看，全固态电池的研发仍处于追赶阶段，中国科学家不断做出贡献”，并表示，这一技术突破的核心重要性在于证明使用锂金属或锂合金作为无机电解质固态电池负极是“工程可行的”。这是中国的下一代电池技术。中国已经从大国从竞争中的“跟随者”到部分“领先者”。中国的国际影响力，表明为全球储能技术发展带来了中国智慧和中国方案。
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国际杂志发表中国成果：电池技术取得重大进展，新能源汽车续航里程有望翻倍