電動車充電慢、冬天“趴窩”、安全隱患大……這些困擾電動車出行的難題有望被解決。近日，清華大學深圳國際研究生院康飛宇教授、賀艷兵教授團隊與天津大學楊全紅教授團隊聯合攻關，為固態鋰金屬電池構建出外柔內剛的梯度結構，如同為鋰金屬負極表面穿上“塑性鎧甲”，為長期困擾行業的固態電池界面失效問題提供了全新解決策略。相關研究成果于近日在線發表在國際期刊《自然》。
固態鋰金屬電池因其高能量密度和高安全性，被譽為下一代動力電池的發展方向，在電動汽車和大規模儲能等方面具有廣闊的應用前景。盡管優勢明顯，但固態電池在推廣應用中仍面臨兩大難題：如何實現快速充電，如何保證長久的使用壽命？
針對上述挑戰，團隊創新性地提出了“塑性富無機SEI（固體電解質中間相）”設計理念，開發出兼具優異機械性能、鋰離子傳輸性能和梯度親鋰/疏鋰特性的新型塑性SEI，大幅度提升了固態電池在大電流密度下和低溫下的循環穩定性。
“猶如為鋰金屬負極量身定制了一套‘塑性鎧甲’，既保證了在低溫和大電流密度條件運行過程中界面層的結構完整性，又實現了高效的離子傳輸并抑制了副反應。”團隊相關負責人介紹。
據悉，該工作開創性地將“塑性”作為特征指標，為新型界面層設計提供重要理論依據，為實用化固態電池“快充”與“壽命”難以兼得的問題找到了新的突破口。
編輯：李華山
