電動(dòng)車(chē)充電慢、冬天“趴窩”、安全隱患大……這些困擾電動(dòng)車(chē)出行的難題有望被解決。近日，清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院康飛宇教授、賀艷兵教授團(tuán)隊(duì)與天津大學(xué)楊全紅教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，為固態(tài)鋰金屬電池構(gòu)建出外柔內(nèi)剛的梯度結(jié)構(gòu)，如同為鋰金屬負(fù)極表面穿上“塑性鎧甲”，為長(zhǎng)期困擾行業(yè)的固態(tài)電池界面失效問(wèn)題提供了全新解決策略。相關(guān)研究成果于近日在線(xiàn)發(fā)表在國(guó)際期刊《自然》。
固態(tài)鋰金屬電池因其高能量密度和高安全性，被譽(yù)為下一代動(dòng)力電池的發(fā)展方向，在電動(dòng)汽車(chē)和大規(guī)模儲(chǔ)能等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。盡管優(yōu)勢(shì)明顯，但固態(tài)電池在推廣應(yīng)用中仍面臨兩大難題：如何實(shí)現(xiàn)快速充電，如何保證長(zhǎng)久的使用壽命？
針對(duì)上述挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了“塑性富無(wú)機(jī)SEI（固體電解質(zhì)中間相）”設(shè)計(jì)理念，開(kāi)發(fā)出兼具優(yōu)異機(jī)械性能、鋰離子傳輸性能和梯度親鋰/疏鋰特性的新型塑性SEI，大幅度提升了固態(tài)電池在大電流密度下和低溫下的循環(huán)穩(wěn)定性。
“猶如為鋰金屬負(fù)極量身定制了一套‘塑性鎧甲’，既保證了在低溫和大電流密度條件運(yùn)行過(guò)程中界面層的結(jié)構(gòu)完整性，又實(shí)現(xiàn)了高效的離子傳輸并抑制了副反應(yīng)?！眻F(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。
據(jù)悉，該工作開(kāi)創(chuàng)性地將“塑性”作為特征指標(biāo)，為新型界面層設(shè)計(jì)提供重要理論依據(jù)，為實(shí)用化固態(tài)電池“快充”與“壽命”難以兼得的問(wèn)題找到了新的突破口。
編輯：李華山
