聚合物固態(tài)電解質(zhì)研究取得新進(jìn)展 有望進(jìn)一步提升電池性能
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】隨著能源結(jié)構(gòu)的不斷轉(zhuǎn)型，新能源汽車成為我國重點(diǎn)支持的領(lǐng)域。近年來，我國新能源汽車行業(yè)的退隱者和入場者不斷，車市競爭白熱化程度達(dá)到高潮。作為新能源汽車的“心臟”——動(dòng)力電池，其技術(shù)也在不斷更新迭代，以滿足多樣化的市場需求。
近日，中國科學(xué)院金屬研究所研究員李峰和孫振華團(tuán)隊(duì)在聚合物固態(tài)電解質(zhì)研究領(lǐng)域取得了新的研究成果?？蒲腥藛T在高度結(jié)晶的聚環(huán)氧乙烷(PEO)塊體中發(fā)現(xiàn)了離子的自適應(yīng)擴(kuò)散現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)為解決固態(tài)電池中的一些關(guān)鍵技術(shù)難題提供了新的思路。相關(guān)研究成果發(fā)表在《儲(chǔ)能材料》上。
固態(tài)電池由于其具備高能量密度和高安全性，被視為下一代電池技術(shù)的重要發(fā)展方向。而聚合物固態(tài)電解質(zhì)因其輕質(zhì)、低成本、高柔韌性及易于加工等優(yōu)點(diǎn)，有望進(jìn)一步提高電池的能量密度并推動(dòng)規(guī)?；a(chǎn)。然而，固態(tài)電池中長期存在的軟短路問題一直制約著其實(shí)用化發(fā)展。
中科院金屬研究所的科研團(tuán)隊(duì)通過對(duì)高度結(jié)晶的PEO進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)了離子在高結(jié)晶PEO塊體中的自適應(yīng)擴(kuò)散現(xiàn)象。這一現(xiàn)象不僅揭示了高結(jié)晶聚合物中獨(dú)特的離子傳輸機(jī)制，還為固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計(jì)提供了新的理論依據(jù)。
為了克服傳統(tǒng)電化學(xué)阻抗譜法難以測量高結(jié)晶純PEO材料中離子傳導(dǎo)能力的限制，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地發(fā)展出了一種穩(wěn)態(tài)測量方法。該方法成功量化了PEO塊體材料在不同溫度下的離子擴(kuò)散系數(shù)，進(jìn)一步證實(shí)了高結(jié)晶PEO材料在發(fā)生自適應(yīng)擴(kuò)散后仍保持高結(jié)晶特性，并形成連續(xù)的離子傳輸通道。
此次研究還得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金等的支持。這不僅體現(xiàn)了國家對(duì)固態(tài)電池技術(shù)及其核心材料研究的高度重視，也為未來更多原創(chuàng)性科研成果的涌現(xiàn)創(chuàng)造了有利條件。中科院金屬研究所的這項(xiàng)研究不僅深化了科學(xué)界對(duì)高結(jié)晶聚合物中離子傳輸機(jī)制的認(rèn)識(shí)，還將推動(dòng)固態(tài)電池向更高水平發(fā)展。
隨著新能源汽車和可再生能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，市場對(duì)高性能、安全可靠的儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求日益增加。聚合物固態(tài)電解質(zhì)的突破性研究不僅為提升電池性能提供了新的途徑，也為大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用鋪平了道路。未來，隨著更多技術(shù)創(chuàng)新和跨學(xué)科合作的深入，固態(tài)電池有望在更多領(lǐng)域展現(xiàn)其巨大潛力，為能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。
資料來源：中國科學(xué)院金屬研究所
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