聚合物固態電解質研究取得新進展 有望進一步提升電池性能
【化工儀器網 行業百態】隨著能源結構的不斷轉型，新能源汽車成為我國重點支持的領域。近年來，我國新能源汽車行業的退隱者和入場者不斷，車市競爭白熱化程度達到高潮。作為新能源汽車的“心臟”——動力電池，其技術也在不斷更新迭代，以滿足多樣化的市場需求。
近日，中國科學院金屬研究所研究員李峰和孫振華團隊在聚合物固態電解質研究領域取得了新的研究成果。科研人員在高度結晶的聚環氧乙烷(PEO)塊體中發現了離子的自適應擴散現象，這一發現為解決固態電池中的一些關鍵技術難題提供了新的思路。相關研究成果發表在《儲能材料》上。
固態電池由于其具備高能量密度和高安全性，被視為下一代電池技術的重要發展方向。而聚合物固態電解質因其輕質、低成本、高柔韌性及易于加工等優點，有望進一步提高電池的能量密度并推動規模化生產。然而，固態電池中長期存在的軟短路問題一直制約著其實用化發展。
中科院金屬研究所的科研團隊通過對高度結晶的PEO進行深入研究，發現了離子在高結晶PEO塊體中的自適應擴散現象。這一現象不僅揭示了高結晶聚合物中獨特的離子傳輸機制，還為固態電解質的設計提供了新的理論依據。
為了克服傳統電化學阻抗譜法難以測量高結晶純PEO材料中離子傳導能力的限制，研究團隊創新性地發展出了一種穩態測量方法。該方法成功量化了PEO塊體材料在不同溫度下的離子擴散系數，進一步證實了高結晶PEO材料在發生自適應擴散后仍保持高結晶特性，并形成連續的離子傳輸通道。
此次研究還得到了國家重點研發計劃和國家自然科學基金等的支持。這不僅體現了國家對固態電池技術及其核心材料研究的高度重視，也為未來更多原創性科研成果的涌現創造了有利條件。中科院金屬研究所的這項研究不僅深化了科學界對高結晶聚合物中離子傳輸機制的認識，還將推動固態電池向更高水平發展。
隨著新能源汽車和可再生能源產業的迅速發展，市場對高性能、安全可靠的儲能系統的需求日益增加。聚合物固態電解質的突破性研究不僅為提升電池性能提供了新的途徑，也為大規模產業化應用鋪平了道路。未來，隨著更多技術創新和跨學科合作的深入，固態電池有望在更多領域展現其巨大潛力，為能源轉型和可持續發展作出更大貢獻。
資料來源：中國科學院金屬研究所
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