韩国KRICT弹性聚合物助全固态电池运行超2500小时
2026-07-08 15:06
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维度网讯,韩国化学技术研究院(KRICT)研究团队利用一种类似橡胶的弹性离子导电材料,开发出可提升硫化物基全固态电池寿命与稳定性的新技术。该团队与延世大学Seong-Ju Hwang教授团队、成均馆大学Ho Seok Park教授团队合作,将弹性离子导电聚合物引入硫化物基全固态电池,以减少充放电过程中的开裂和界面退化。

[1] KRICT研究团队

全固态电池被视为下一代储能系统,其采用固体电解质提升安全性。硫化物基电解质因其类似液体的离子导电性,可实现快速充电和高功率运行,受到全球电池制造商关注。然而,硫化物基全固态电池在充放电循环中面临电极体积变化导致的内应力积累和裂纹形成问题,这会阻断离子和电子传输路径,造成容量衰减和寿命缩短。

以往研究尝试在电极与电解质间引入缓冲层,但常导致离子电导率下降或产生副反应。为克服这些局限,研究团队开发出一种复合电解质,将弹性离子导电聚合物渗入硫化物电解质中。该聚合物吸收循环过程中电极膨胀和收缩产生的应力,增强电极与电解质间的粘附力,抑制裂纹形成,并填充电解质内部空隙,提供额外的锂离子传输通路。

实验结果显示,在重复锂沉积/剥离测试中,采用该弹性聚合物的电池可稳定运行超过2500小时。在200次充放电循环后,不含弹性聚合物的电池仅保留22%的初始容量,而含有弹性聚合物的电池保持了75%的容量保持率。该技术还降低了对高外部堆叠压力的依赖,即使在低压条件下也表现出相对稳定的性能。

研究团队计划在大尺寸电池电芯和电动汽车运行环境中进一步验证该技术。该研究成果发表于材料科学领域期刊《Energy Storage Materials》(影响因子20.2)2026年5月期。Dong Wook Kim博士为通讯作者,Juhyoung Kim(KRICT-延世大学)和Hyo Won Bae(KRICT-成均馆大学)为共同第一作者。该研究得到了KRICT基础研究计划和韩国国家科学技术研究委员会(NST)全球TOP战略研究计划(GTL24011-000)的支持。

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