盖世汽车讯 如今，大多数消费电子产品（例如智能手机和笔记本电脑）都依赖于石墨基电池。虽然石墨具有长期稳定性，但其能量容量不足。
相比之下，硅可以存储近10倍的锂离子，使其成为一种很有前景的下一代负极材料。然而，硅的主要缺点是其在充放电过程中体积会急剧膨胀和收缩，膨胀程度可达其原始尺寸的三倍。这种反复的膨胀和收缩会导致电极和电解质之间出现机械间隙，从而迅速降低电池性能。
图片来源： 浦项科技大学
为了解决这个问题，研究人员探索用安全性和稳定性更高的固体或准固态电解质（QSSE）取代液体电解质。然而，QSSE仍然难以与不断膨胀和收缩的硅保持完全接触，导致其随着时间的推移而分离和性能下降。
随着电动汽车、无人机和储能系统对更高储能容量和更持久续航能力电池的需求激增，韩国研究团队开发出一种方法，克服了传统锂离子电池（LIB）的一个主要局限性：电极和电解质之间的界面不稳定。
据外媒报道，浦项科技大学（POSTECH）和西江大学（Sogang University）的合作研究团队开发出原位互锁电极-电解质（Sogang University，IEE）系统，该系统可在电极和电解质之间形成共价化学键。该研究成果发表在《先进科学》（Advanced Science）期刊上。
与组件仅仅接触的传统电池不同，IEE系统将组件与组件之间形成一种化学纠缠结构，就像砖块被硬化砂浆粘合在一起一样，即使在强烈的机械应力下，它们也能保持紧密连接。
电化学性能测试显示出显著的差异：传统电池在几次充放电循环后就会损失容量，而采用IEE设计的电池则保持了长期稳定性。
最值得注意的是，基于IEE的软包电池的能量密度高达403.7 Wh/kg和1,300 Wh/L，与典型的商用锂离子电池相比，其重量能量密度提高了60%以上，体积能量密度几乎提高了两倍。实际上，这意味着使用相同尺寸的电池，电动汽车可以行驶更远，智能手机可以使用更长时间。
“这项研究为同时要求高能量密度和长期耐用性的下一代储能系统指明了新的方向，”该研究的共同负责人、浦项科技大学Soojin Park教授表示。
西江大学教授Jaegeon Ryu补充道：“IEE策略是一项关键技术，它可以通过显著增强界面稳定性来加速硅基电池的商业化。”
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