固态电池传来大消息!清华、中科院接连突破!电动车要变天了?

前言

别再一头雾水想选啥电动车了!电池快要换新了,趁早买可能就吃亏了!

你可能会觉得难以置信,但你担心的电动车续航不够用、怕自燃的事儿,现在都差不多成过去式了!

这几天,清华大学、中科院这些顶级机构接连出手,专门瞄准未来的“固态电池”攻坚克难。

得说,这东西确实牛逼,不光让电动车的续航一下子翻倍,而且还能从源头上解决起火问题!

而且专家们预测,这会变成又一个万亿级别的大热点。

这技术到底牛在哪里呢?为什么只靠一块电池,就能搞得整个行业都翻天覆地的?

固态电池传来大消息!清华、中科院接连突破!电动车要变天了?-有驾

为啥说固态电池是“下一代”?

简单来说,大家都挺看重固态电池的原因,是因为我们平时用的手机和开的小电动车,里面的都是液态锂电池。这种技术虽然挺成熟,但也有两个难题:一是能量密度基本到头了,同样大小的电池,能装进去的电量差不多快到极限,续航时间就受到限制;二是安全性方面,液态电解质就像酒精一样,一旦出现短路,容易发热甚至引发火灾。

固态电池,说白了,就是把里面那些容易着火的液态材料换成更稳妥的固态材料。这一改动,好处挺多的。第一,安全性大大增强,固态材质不容易烧着,电池被划破或者过充的危险也就少了不少;第二,能量密度能有明显提高,能帮电动汽车的续航里程翻一番甚至更多。于是,各国的科学家跟车企都在疯狂努力研究。有一些国际上的专家预测,到2030年,这块市场会价值上万亿人民币,咱们中国有望拿下大概四成的份额。国家方面也挺给力,今年2月份,工信部和其他七个部门还专门发了个文件,把研发固态电池列为重点攻关的目标。

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三大突破,专治固态电池的“老毛病”

想法听着不错,但真想把它落实到实处,这事儿可不简单。固态电池最大的问题就在那“界面”上。液态电池里,液体和电极紧贴着,离子交替工作特别顺畅;但一到固态电池,固体之间硬碰硬,接触不够密,离子在里面就像堵车一样,导致电池内阻升高,使用效率打折,寿命也就受影响。最近的研究,正是针对这些“老毛病”下了大工夫,屏气凝神狠抓改善。

清华大学的“柔性”技术,真是不赖,既保证了安全,又让能量翻一番,可以说是绝活了。

清华大学化工系张强教授带领的团队脑袋挺灵光的,他们搞出了一种新型的“含氟聚醚电解质”,你可以把它当做一款性能爆表的固态“粘合剂”。平时这个材料是液体,灌进电池里一加热就变成固体,这就能跟电极牢牢贴在一块儿,解决那种“硬碰硬”接触不牢靠的问题。

用这新材料做出来的电池,表现得相当给力。团队做的那块8.96Ah的软包全电池,能量密度达到了每公斤604瓦时,比市面上现有的最好电动车电池还要高不少。更让人信服的是安全性,充满电的电池用钢针扎一扎,或者扔到120度的高温环境里,都稳如泰山,既没起火也没爆炸。这说明,高能量和高安全性,完全可以两个兼得。

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中科院金属所研发的“智能”材料,可弯可伸,用起来灵活得不得了,还具备自我修复的能力,真是科技的又一大突破。

中国科学院金属研究所的创意真是厉害,他们搞出了一种“聪明”的聚合物材料,既能传导离子,又能自己储点能,挺酷的。更牛的是,用这种材料做的电池特别“软”,能弯折20000 次都不坏,弹性十足。这下未来不光电动车可以用,折叠手机、可穿戴设备啥的也能用上这种高性能的电池,弯折几次不担心坏。而且,把它作为复合正极里的聚合物电解质用时,正极的能量密度提高了86%,提升幅度很大,实在值得期待。

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中科院物理所搞了个“自动修补”技术,帮电池里的裂缝自己长好,不用担心出现裂痕影响使用。这技术一用,电池里那些微小的缝隙能自己闭合,延长寿命,也挺方便的。用上这招,电池在用的过程当中不会轻易出问题,耐用性大大增强。

如果说前头两个研究属于“预防为主”,那么中科院物理所黄学杰研究员带领的团队的技术就相当于是“动手整治”了。他们重点搞好了锂金属负极和固态电解质之间那些缝隙的问题。电池用长了,难免会出现微小裂缝,影响性能表现。

他们的方法简直像“魔法”一般:在电解质中添加一些“碘离子”。电池一开动,这些碘离子就会自己跑到裂缝所在的电极界面,形成一层保护膜。这道屏障可以主动吸引锂离子,精准填补所有的缝隙和孔洞,确保电极和电解质紧紧贴合。采用这种技术做出来的电池,在实验室反复充放电2400次后,容量保持率竟然高达90.7%,寿命长得让人吃惊。国外的固态电池专家都说,这项研究是推动全固态电池走向实用的“关键一步”。

这些突破,对咱们普通人意味着啥?

有人或许会觉得,这些东西还都只是在实验室里玩玩,和我们关系不大。其实不然,这些扎扎实实的科研成果,正逐步为未来的产品打基础,慢慢走向我们身边。

得说,电动车肯定是最大赢家。也就是说,未来几年里,咱们或许能买到续航超过1000公里、充电速度更快的车辆,而且在极端环境下更稳妥,基本不用担心起火什么的。

再就是,这会推动不少新兴产业发展,比如电动航空(空中出租车说不定真能变成现实)、人形机器人(得有个强大的“心脏”支撑),还包括咱们的储能电站,未来也会变得更安全、更高效。

这事儿也得时间慢慢磨合,从实验室搞到大规模生产,得解决价格、工艺啥的难题,不过,整体趋势已经越来越明朗,脚步也越来越稳健了。

结语

俗话说,手里有粮,心里就不慌。在新能源这个未来国家命运的重要赛道上,核心技术就像是最宝贵的“粮食”。清华大学、中科院这些顶尖团队的不断突破,表明咱们国家在固态电池这个关键的新领域,不仅没有掉队,反而在某些方面开始拔得头筹。每一点稳扎稳打的进展,都在为我们未来的生活变得更安全、更方便、更环保添砖加瓦。真是值得咱们点个赞,大家一起来期待吧!

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