記者從中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)院物理研究(jiu)(jiu)所(suo)獲悉(xi)，由(you)該所(suo)研究(jiu)(jiu)員黃(huang)學(xue)(xue)(xue)(xue)杰團隊(dui)聯合華中(zhong)科(ke)技(ji)大學(xue)(xue)(xue)(xue)、中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)院寧波材(cai)料技(ji)術(shu)(shu)與工(gong)程研究(jiu)(jiu)所(suo)等(deng)組(zu)成的研究(jiu)(jiu)團隊(dui)開發出一種(zhong)陰離(li)子調控(kong)技(ji)術(shu)(shu)，解決了(le)全固態金屬鋰電池(chi)中(zhong)電解質和鋰電極之間(jian)難(nan)以(yi)緊密接觸的難(nan)題，為其走(zou)向實用(yong)化提(ti)供了(le)關鍵技(ji)術(shu)(shu)支撐。相關研究(jiu)(jiu)成果已(yi)于7日發表在國(guo)際學(xue)(xue)(xue)(xue)術(shu)(shu)期刊《自然-可持續發展(zhan)》上。
全固態(tai)金屬鋰電(dian)池被視為下一代(dai)儲能技術的重要發展(zhan)方向。然而(er)，固態(tai)電(dian)解質與金屬鋰電(dian)極(ji)的界面接(jie)觸問題一直(zhi)是制(zhi)約其產(chan)業化的難(nan)題。傳統做法依靠(kao)笨重的外部(bu)設備(bei)持(chi)續施壓(ya)，但(dan)鋰電(dian)極(ji)和電(dian)解質之間仍(reng)然存在(zai)大量微小孔隙(xi)和裂縫——這(zhe)不僅(jin)會縮短電(dian)池壽(shou)命，還可能帶來(lai)安(an)全隱患(huan)。
為破解這(zhe)(zhe)一困(kun)境，研究團隊在(zai)電(dian)解質中引入了碘(dian)離(li)子。在(zai)電(dian)池(chi)工作時，這(zhe)(zhe)些碘(dian)離(li)子會在(zai)電(dian)場作用下移動(dong)至電(dian)極界(jie)(jie)面(mian)，形成一層(ceng)富碘(dian)界(jie)(jie)面(mian)。這(zhe)(zhe)層(ceng)界(jie)(jie)面(mian)能夠主動(dong)吸引鋰(li)離(li)子，自動(dong)填充(chong)所有的(de)縫隙和孔洞(dong)，讓電(dian)極和電(dian)解質始終保持緊密貼合(he)。
經(jing)(jing)測試，基于該(gai)技(ji)術制備出的(de)原型電池(chi)經(jing)(jing)歷數百(bai)次循環充放電后，性能依然穩(wen)定(ding)，遠超現(xian)有同類(lei)電池(chi)水平。據介紹，這種新設(she)計不僅制造(zao)更簡(jian)單(dan)、用(yong)料更省，還能讓電池(chi)更耐用(yong)，未來有望為人(ren)形機器人(ren)、電動航空、電動汽車等(deng)領域(yu)帶來更安全高(gao)效的(de)能源解決方案。