中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)研究中心王春陽團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國際科研力量，近期在固態(tài)電池安全性領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。通過原位顯微觀測(cè)技術(shù)，科研人員在納米尺度首次揭示無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)失效的深層機(jī)制，相關(guān)成果發(fā)表于國際頂級(jí)期刊《ACS》。

　　傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池存在安全隱患，固態(tài)電池憑借高能量密度與本質(zhì)安全特性被視為下一代儲(chǔ)能方案。然而，固態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中會(huì)突發(fā)短路失效，成為產(chǎn)業(yè)化最大障礙。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這一現(xiàn)象源于電解質(zhì)內(nèi)部缺陷引發(fā)的鋰金屬異常析出：初期鋰枝晶沿晶界、孔洞滲透形成瞬時(shí)導(dǎo)電通路(軟短路)，隨后在高頻電流作用下逐步構(gòu)建記憶性導(dǎo)電通道，最終導(dǎo)致不可逆的永久性短路(硬短路)。這種"鋰侵蝕效應(yīng)"在NASICON型和石榴石型電解質(zhì)中普遍存在，嚴(yán)重制約電池壽命。

　　針對(duì)這一難題，科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地開發(fā)出無機(jī)/有機(jī)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)體系。通過構(gòu)建三維彈性聚合物網(wǎng)絡(luò)，既能保持電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性能，又能有效抑制鋰金屬的異常遷移。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，新型電解質(zhì)可使鋰枝晶生長(zhǎng)速率降低83%，電池循環(huán)壽命提升至傳統(tǒng)固態(tài)電解質(zhì)的3倍以上。

　　該研究不僅闡明了固態(tài)電池失效的物理化學(xué)機(jī)制，更為新一代高安全動(dòng)力電池的開發(fā)提供了理論支撐。目前團(tuán)隊(duì)正與產(chǎn)業(yè)界合作推進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化，預(yù)計(jì)三年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室成果向商業(yè)化應(yīng)用的跨越。這一突破標(biāo)志著我國在新能源材料基礎(chǔ)研究領(lǐng)域再次走在世界前列。