近日,我国电池材料技术领域喜讯频传,多项关键技术取得重大突破,为我国能源产业的发展注入了新动力,有望在全球能源变革中抢占先机。
在全固态电池材料方面,中国科学院青岛生物能源与过程研究所武建飞研究员带领的团队研发出新型硫化锂正极材料,用于全固态锂硫电池。该材料能量密度超过 600 瓦时每千克,比目前商业化的锂离子电池能量密度高出 1 倍有余,且成本更低。其比容量高达每克 1165.23 毫安时,接近理论值,在常温下循环 6200 次后,容量仍能保持 84.4%。搭配商业化硅碳负极组装全电池,常温下循环 400 次放电,比容量可保持初始容量的 97% 以上,有效解决了液态锂硫电池的 “穿梭效应” 等问题,在电动汽车行业展现出极高商业价值与广阔应用前景。
与此同时,国轩高科也在全固态电池领域取得进展。其金石全固态电池研发负责人潘瑞军博士在 2025 全球科技大会上宣布,公司已建成全固态电池中试线并进入预量产阶段。相比 2024 年推出金石电池时,2025 年该电池在材料创新上实现硫化物电解质离子电导率提升 60%,空气稳定性显著提高,正负极材料克容量也有较大突破。首条全固态实验线贯通,设计产能达 0.2 吉瓦时,良品率高达 90%,单体容量提升 150%,预紧力下降 90%,安全性能经针刺、热箱、外短、过充、挤压等严苛测试均表现优异,目前已开始装车路测,且实验线核心设备国产化率达 100% 。
在锂离子电池领域,中国科学院青海盐湖研究所溶液化学课题组从仿生学角度出发,进行 “烷基链摇曳” 设计,成功解决锂离子电池宽温域性能不足的问题。高温时,该设计可使电池正极保护性镁基界面膜及时形成;低温时,能加速锂离子传输效率。实验表明,采用此设计的锂离子电池在 60 摄氏度高温和零下 15 摄氏度低温条件下,仍能保持较高的循环次数和电池容量,为宽温域锂离子电池的商业化应用提供了有力技术支撑。
另外,在下一代锂电池研究中,中国科学院宁波材料技术与工程研究所动力锂电池工程实验室揭示了富锂锰基正极材料的 “负热膨胀” 特性,即受热时材料会收缩。基于此,团队设计出 “零热膨胀” 正极材料,有望解决因温度波动导致的锂电池寿命缩短问题。同时,还开发出通过电化学手段让老化富锂锰基电池 “返老还童” 的方法,通过智能调控充电策略,定期修复材料结构问题,显著延长电池使用寿命,该成果发表于国际顶级学术期刊《自然》 。
在液流电池材料方面,中国科学院大连化学物理研究所李先锋研究员、鲁文静项目研究员等与中国科学技术大学张宏俊研究员合作,开发出新型界面交联策略,制备出厚度仅 3 微米的高稳定性超薄聚合物膜材料,用于液流电池。该膜分离层具有稳健的共价交联网络结构,机械稳定性良好,孔径分布可实现对活性物质的精确筛分和对载流子的快速传导,减少离子传输阻力。应用于全钒液流单电池时,在 300 毫安每平方厘米的高电流密度下,电池能量效率超过 80%,且在碱性锌铁液流电池和水系有机液流电池中也表现优异,为提升水系液流电池工作电流密度和功率密度提供了新思路。
我国在电池材料技术上的多点突破,是科研人员不懈努力与产学研深度融合的成果。这些突破将有力推动新能源汽车、储能等产业的发展,提升我国在全球能源领域的竞争力,为实现 “双碳” 目标提供坚实的技术保障 。
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