【网通社快报】我国科研团队实现高比能固态锂电池新突破，能量密度达451.5 Wh/kg

中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进炭及二维材料研究部科研团队在高比能固态锂电池领域取得进展。该团队针对聚偏氟乙烯基聚合物电解质中“增塑剂相容性与电化学稳定性难以兼顾”的问题，提出一种相容溶剂辅助塑化的通用制备策略。通过引入挥发性相容溶剂，研究团队降低了混合体系的有效相互作用参数，克服了热力学排斥，获得均相溶液；在成膜过程中，相容溶剂快速挥发、体系粘度升高，使原本与聚偏氟乙烯不相容但电化学稳定的增塑剂（如环丁砜）被均匀锁定于聚合物三维网络中。分子动力学模拟与光谱学分析表明，聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物与环丁砜通过非典型氢键相互作用，一方面抑制增塑剂迁移、减少界面副反应，另一方面重构以阴离子聚集体为主的溶剂化结构，形成富含氟化锂的稳定界面层，提升正负极界面稳定性。基于该电解质的高压锂金属电池在匹配4.7V高镍正极时，可在20C倍率（3分钟充放电）下稳定循环700次，容量保持率达81.9%。安时级软包电池采用薄锂负极（N/P比=1.1），循环100次后能量密度达451.5Wh/kg，显著高于当前商业化磷酸铁锂动力电芯（约200Wh/kg），并通过针刺测试，展现出良好本征安全性。相关成果发表于《美国化学会志》（JACS），论文共同第一作者为徐若谷、王玉洁、徐胜军，通讯作者为李峰、孙振华、成会明、田芸。该研究获国家重点研发计划、国家自然科学基金及辽宁省应用基础研究计划等项目支持。