2025年05月22日中国科学家攻克固态电池短路难题 技术突破引发关注

国际热点作者 / 花爷 / 2025-06-20 23:47
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  中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心的王春阳研究员与国际团队合作,在固态电池研究领域取得重要突破。该团队利用

  中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心的王春阳研究员与国际团队合作,在固态电池研究领域取得重要突破。该团队利用原位透射电镜技术,首次在纳米尺度揭示了无机固态电解质中软短路向硬短路的转变机制,以及背后的析锂动力学原理。相关研究成果已于5月20日发表在《美国化学会会刊》上。目前,手机和电动汽车普遍使用锂电池,但液态锂电池存在安全隐患。为此,科研人员正在研发更安全的"全固态电池",用固态电解质替代液态电解液,并搭配能量密度更高的锂金属负极。然而,这种新型电池面临一个关键性难题:固态电解质会突然发生短路失效。研究发现,固态电解质内部的晶界、孔洞等缺陷会诱导锂金属析出并形成电子通路,最终导致电池短路。这一过程分为两个阶段:首先是软短路阶段,锂金属像树根一样沿着缺陷生长,形成瞬间导电通路;随后在反复的软短路过程中,电解质逐步形成记忆性导电通道,最终发展为不可逆的硬短路。针对这一失效机制,研究团队开发了无机/有机复合固态电解质,利用三维电子绝缘且机械弹性的聚合物网络,有效抑制了锂金属析出和短路失效。这项研究不仅为固态电解质的失效机理提供了新的认识,也为新型固态电解质的研发奠定了理论基础。

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