中國(guó)科學(xué)院金屬研究所憑借一項(xiàng)創(chuàng)新的分子設(shè)計(jì)，不僅成功破解了長(zhǎng)期制約固態(tài)電池發(fā)展的界面難題，更研發(fā)出可彎折兩萬(wàn)次無(wú)損、能量密度激增86%的革命性電池。這一進(jìn)展意味著電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航突破千公里將成為常態(tài)，折疊屏手機(jī)的電池壽命痛點(diǎn)也有望徹底解決。中國(guó)科研力量正在固態(tài)電池這一關(guān)鍵賽道上打破僵局、引領(lǐng)變革。
固態(tài)電池為何如此棘手？
近年來(lái)，固態(tài)電池始終是科技領(lǐng)域的熱門話題，但實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展卻較為有限。與傳統(tǒng)鋰離子電池使用液態(tài)電解質(zhì)不同，固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)，從根本上杜絕了漏液、高溫起火等安全隱患，并具備能量密度大幅提升的潛力。然而，其核心挑戰(zhàn)在于固態(tài)界面接觸不良——正如兩片玻璃看似緊貼，微觀上卻存在大量空隙，導(dǎo)致鋰離子傳輸受阻，電池效率低下。這一問(wèn)題長(zhǎng)期制約著全行業(yè)的創(chuàng)新步伐。
一分子雙功能：中國(guó)團(tuán)隊(duì)的破解之道
中科院金屬所的研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，不再糾結(jié)于如何改善材料間的貼合，而是通過(guò)精準(zhǔn)的分子設(shè)計(jì)，在一個(gè)聚合物分子鏈上同步集成兩種功能基團(tuán)：乙氧基團(tuán)負(fù)責(zé)傳導(dǎo)鋰離子，短硫鏈段則直接參與電化學(xué)反應(yīng)并貢獻(xiàn)儲(chǔ)能容量。這一設(shè)計(jì)的精妙之處在于，它從分子層面消除了界面接觸問(wèn)題，相當(dāng)于將原本需要拼接的部件整合為單一、高效的整體。此外，該材料還能根據(jù)充放電狀態(tài)智能切換功能模式，為電池性能的深度優(yōu)化開辟了新路徑。
高能耐用，兼顧柔韌與安全
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，基于該新材料制備的復(fù)合正極，其能量密度較傳統(tǒng)方案提升86%。換算成實(shí)際應(yīng)用，一輛續(xù)航500公里的電動(dòng)車，未來(lái)有望輕松突破900公里；而智能手機(jī)則可在維持同等電量的前提下實(shí)現(xiàn)更輕薄的設(shè)計(jì)，或顯著延長(zhǎng)單次充電的使用時(shí)間。
除了能量密度的大幅躍進(jìn)，該電池還展現(xiàn)出卓越的機(jī)械性能，成功通過(guò)20000次反復(fù)彎折測(cè)試而不衰減。這一指標(biāo)遠(yuǎn)超當(dāng)前市場(chǎng)上普通柔性電池的水平。假設(shè)用戶每日折疊手機(jī)屏幕50次，該電池可穩(wěn)定支撐超過(guò)一年——而這還只是實(shí)驗(yàn)室加速測(cè)試的結(jié)果，日常使用中的耐用性將更為出色。這種強(qiáng)大的抗彎折能力，源于其聚合物主鏈的柔韌性與化學(xué)鍵合功能基團(tuán)的穩(wěn)定性。
隨著折疊屏手機(jī)、智能穿戴設(shè)備等柔性電子產(chǎn)品的普及，電池已成為技術(shù)革新的關(guān)鍵瓶頸。傳統(tǒng)鋰電池難以承受頻繁彎折，而這一新型固態(tài)電池的技術(shù)突破，無(wú)疑為整個(gè)柔性電子產(chǎn)業(yè)注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。
推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)邁進(jìn)新階段
這項(xiàng)突破同樣對(duì)新能源汽車行業(yè)影響深遠(yuǎn)。固態(tài)電池的本質(zhì)安全特性，使得電池管理系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化，從而降低整車重量與系統(tǒng)復(fù)雜度。能量密度的顯著提升，則直接轉(zhuǎn)化為續(xù)航里程的跨越式增長(zhǎng)，有望徹底消除用戶的“里程焦慮”。
一場(chǎng)由固態(tài)電池驅(qū)動(dòng)的能源革命已拉開序幕。它不僅將深刻改變消費(fèi)電子產(chǎn)品的使用體驗(yàn)，更將為新能源產(chǎn)業(yè)裝上“加速器”，為中國(guó)乃至全球的“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)關(guān)鍵力量。
