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科学家发明自修复层提高全固态锂电池的安全性和寿命

盖世汽车刘丽婷 2025-10-15 10:49:23

盖世汽车讯目前常用的大多数电池都含有易燃液体电解质。电池的下一个发展方向是ASSLMB，它用不易燃的固体材料取代易燃液体，在电极之间传输电荷。虽然它们的安全性显著提高，但存在一个关键缺陷，阻碍了它们的可靠性和持久性。反复充放电会导致固体锂金属阳极和固体电解质之间形成间隙，这意味着电池会迅速损坏并停止工作。

图片来源：期刊《Nature Sustainability》

据外媒报道，中国科学院（Chinese Academy of Sciences）科学家们找到了一种新方法，即一种名为DAI（Dynamically Adaptive Interphase，动态自适应界面层）的自修复层，可以保持电池的连接，以提高全固态锂金属电池（ASSLMB）的安全性和性能。ASSLMB是下一代能源技术，将为从电动汽车到可再生能源电网等各种设备提供动力。

正如该团队在《Nature Sustainability》期刊上发表的一篇论文中所描述的，DAI在电池工作时将可移动的碘离子引入固体电解质中，这些碘离子会移动填充任何出现的间隙。这种动态层充当了持续的密封层，保持各层连接，确保电池正常工作。它减少了目前复杂且不切实际的解决方法——用高外部压力挤压电池层。

电池的实验室测试结果令人瞩目。即使经过2400次充放电循环，完整的电池单元仍能保持90%以上的能量容量。为了展示该技术的实际应用潜力，该团队还组装并测试了一个软包电池（一种常用于现代电子产品和电动汽车的电池）。在没有施加外部压力的情况下，该电池在300次循环后仍保持了74.4%的容量。

电池的未来？

DAI目前尚处于早期发展阶段，但如果规模扩大，将带来颠覆性的变革。研究人员在论文中评论道：“DAI战略代表了固态电池设计的范式转变，加速了高能量、可持续电化学储能系统在现有能源网络中的实际应用。”

科学家们开发的自修复解决方案有望为更安全、更环保、使用寿命更长的电池铺平道路。这项技术还能使电动汽车拥有更长的续航里程，并配备更可靠、更可持续的电网储能设施。在制造方面，无需在电池组内部安装高压系统，这将使大规模生产变得更简单、更经济。