中国研究出可弯折20000次柔性电池
【中国研究出可弯折20000次柔性电池】一块可以反复弯折两万次的电池,正从中国实验室走向世界舞台,为未来电子产品与新能源应用开启无限想象。你能想象一块可以反复弯折两万次的电池吗?这听起来像是科幻小说中的场景,如今已被中国科学家变为现实。2025年10月,中国科学院金属研究所科研团队在固态锂电池领域取得重大突破,成功研制出可承受20000次反复弯折的柔性电池,解决了长期制约固态电池发展的界面阻抗难题。这项研究成果已发表于国际权威学术期刊《先进材料》,它不仅展示了中国在下一代储能技术上的创新实力,更可能彻底改变我们使用电子设备的方式。
固态锂电池因其高安全性和高能量密度,长期以来被视为下一代储能技术的重要发展方向。与传统液态锂电池相比,固态电池不易泄漏、不易燃烧,安全性大大提高,同时能量密度也更具优势。然而,理想很丰满,现实很骨感。传统固态电池中电极与电解质之间的固-固界面接触不良,导致离子传输阻力大、效率低,这一直是制约其实际应用的关键难题。“这就像两个固体表面无法完全贴合,留有很多微小的空隙,阻碍了离子的顺畅通行。”一位研究人员形象地比喻道。这个问题不解决,固态电池的商业化应用就始终隔着一道鸿沟。
面对这一世界性难题,中国科学院金属研究所的研究团队另辟蹊径,从分子设计入手寻找解决方案。团队利用聚合物分子的设计灵活性,在主链上同时引入具有离子传导功能的乙氧基团和具备电化学活性的短硫链,制备出在分子尺度上实现界面一体化的新型材料。这种创新材料的独特之处在于,它不仅具备高离子传输能力,还能在不同电位区间实现离子传输与存储行为的可控切换。这意味着同一材料既可以作为离子传输的通道,又能参与能量存储,一材多用,巧妙解决了界面兼容性问题。
“这就像建造了一座多功能立交桥,既保证了交通流畅,又整合了服务功能。”研究团队如此形容他们的设计理念。
基于这种新型材料构建的一体化柔性电池表现出惊人的抗弯折性能。测试数据显示,该电池可以承受20000次反复弯折而性能不衰减,这一数字远超当前市场上大多数柔性电子设备的需求。更令人振奋的是,当将这种材料作为复合正极中的聚合物电解质使用时,复合正极能量密度提升高达86%。这对于迫切需要提升续航能力的电动汽车和便携电子产品来说,无疑是个里程碑式的突破。“高性能与高安全性在这款电池上实现了统一,这正是我们追求的目标。”科研人员在介绍这项研究成果时表示。
这项突破性技术将为多个领域带来革命性变化。在消费电子领域,真正可折叠的智能手机将不再受电池限制,整个设备都可以随意弯曲。可穿戴设备也将迎来新的春天,电池可以与手表带、衣物纤维完美结合,不再需要笨重的电池仓。在新能源汽车领域,这项技术意味着更安全、续航更长的动力电池。由于固态电池不易燃特性,电动汽车电池起火的风险将大大降低。同时,能量密度的大幅提升直接转化为更长的续航里程,缓解用户的“里程焦虑”。此外,在航空航天、医疗设备等特殊领域,这种高性能柔性电池同样有着广阔的应用前景。
中国科学院金属研究所是我国材料科学与工程领域的重要研究机构,在新能源材料方面有着深厚的研究积累。这项研究成果已在国际学术期刊《先进材料》上发表,获得了国际同行的认可。《先进材料》是材料科学领域的顶级期刊,对研究成果的创新性和完整性有着极高要求。从研究团队透露的信息来看,这项突破并非偶然。团队长期专注于能源材料界面问题的研究,此前已在相关领域进行了多年探索,最终在这一关键问题上取得了突破。
随着这款可弯折20000次的柔性电池从实验室走向产业化,我们离真正意义上的柔性电子设备又近了一大步。中国科学家用创新思维打破了固态电池的技术瓶颈,为全球储能技术的发展提供了新的“中国方案”。
未来,当你可以将手机像手环一样戴在手腕上,或者驾驶续航千公里的电动汽车时,请不要忘记——这一切可能都始于今天中国实验室里的这项突破。