中國儲能網(wǎng)訊：近日，融捷能源在固態(tài)鋰金屬電池電解質(zhì)材料領(lǐng)域的研究取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表于國際知名期刊《ACS Applied Energy Materials》。該研究以融捷能源作為第一完成單位，在王萬勝博士的帶領(lǐng)下，由趙婷博士（在站博士后，論文第一作者兼通訊作者）、陶柱晨博士等組成的核心研發(fā)團(tuán)隊，聯(lián)合華南理工大學(xué)熊訓(xùn)輝教授共同完成。圍繞這一核心結(jié)構(gòu)設(shè)計、關(guān)鍵材料配方及制備工藝，我司已提交并獲受理多項國家發(fā)明專利，標(biāo)志著公司在固態(tài)電池核心材料領(lǐng)域的研發(fā)實力獲得國際學(xué)術(shù)認(rèn)可與知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)雙重加持。
作為下一代儲能系統(tǒng)的核心候選技術(shù)，固態(tài)鋰金屬電池憑借遠(yuǎn)超傳統(tǒng)鋰離子電池的能量密度和無液態(tài)電解質(zhì)泄漏、燃燒的安全優(yōu)勢，一直是行業(yè)研發(fā)焦點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)聚醚基聚合物電解質(zhì)（如PEO）室溫離子電導(dǎo)率不足，難以滿足實際應(yīng)用需求；含氟聚合物雖能提升電化學(xué)穩(wěn)定性，卻因鏈段運(yùn)動受限導(dǎo)致離子傳輸效率低下，這些瓶頸長期制約著聚合物固態(tài)電池的性能突破。
針對這一難題，融捷能源研發(fā)團(tuán)隊獨(dú)辟蹊徑，創(chuàng)新性地將低共熔溶劑（DES）的高離子傳輸特性與帶醚鍵的含氟聚合物的優(yōu)異機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性相結(jié)合，通過原位紫外引發(fā)自由基聚合技術(shù)，構(gòu)建出具有“雙連續(xù)相分離結(jié)構(gòu)”的DES基聚合物電解質(zhì)（DES-PEEs）。該結(jié)構(gòu)由相互貫穿、各自連續(xù)的兩套網(wǎng)絡(luò)組成。一套是富含DES的“離子高速公路”，專司鋰離子的快速傳輸；另一套是由氟化彈性體構(gòu)成的“力學(xué)骨架”，為整個電解質(zhì)提供柔韌的機(jī)械支撐和尺寸穩(wěn)定性。兩套網(wǎng)絡(luò)在三維空間上彼此交織、互不干擾,從根本上解決了“離子電導(dǎo)率”與“機(jī)械性能”難以兼顧的行業(yè)痛點(diǎn)。
實驗數(shù)據(jù)顯示，優(yōu)化后的HM30型DES-PEEs電解質(zhì)性能表現(xiàn)突出：室溫下離子電導(dǎo)率高達(dá)1.65mS cm?1，是傳統(tǒng)PEO基電解質(zhì)的數(shù)倍；鋰離子遷移數(shù)達(dá)到0.75，有效減少離子傳輸損耗；電化學(xué)穩(wěn)定窗口拓展至4.94V（vs Li?/Li），可適配高壓正極材料。在界面穩(wěn)定性測試中，采用該電解質(zhì)制備的Li||Li對稱電池表現(xiàn)出優(yōu)異的長期循環(huán)穩(wěn)定性，展現(xiàn)出卓越的鋰枝晶抑制能力與界面兼容性。
將其應(yīng)用于全電池體系后，鋰金屬固態(tài)電池在全工況下均展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能：在低倍率長循環(huán)中，電池表現(xiàn)出卓越的容量保持能力與極高的庫侖效率，循環(huán)穩(wěn)定性突出；即使在高倍率充放電條件下，電池仍能維持穩(wěn)定的放電平臺與良好的容量保持率，展現(xiàn)出優(yōu)異的功率特性與實用化潛力。這充分證明了該電解質(zhì)體系具備滿足實際儲能應(yīng)用要求的綜合性能。
此次DES-PEEs固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)的突破，不僅體現(xiàn)了融捷能源在固態(tài)電池材料領(lǐng)域的底層研發(fā)實力，更為固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。未來，融捷能源將持續(xù)深耕新能源材料與儲能技術(shù)研發(fā)，推動更多前沿科研成果轉(zhuǎn)化落地，為全球零碳能源轉(zhuǎn)型與高效儲能發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
