您是否想过，未来的电动汽车真的可以像燃油车一样，一次充电就能行驶1000公里以上？这不再是科幻想象，而是固态电池技术带来的现实突破。清华大学张强教授团队在固态电解质领域取得的重大进展，让电池能量密度突破350瓦时/公斤成为可能。通过巧妙的分子设计引入氟原子，形成了独特的负阴离子溶剂化结构，不仅将锂离子迁移数提升至0.76，电导率更是达到传统聚合物的10倍。这项技术让电池在高压、高温极端条件下依旧稳定，循环寿命大幅延长，安全性显著提升。这意味着电动飞机、人形机器人等高端应用将不再是梦想，未来能源格局正在悄然改变。

大家好，我是主持人凌薇。欢迎收听今天的播客。今天我们邀请了电池专家陈敏老师，一起来聊聊固态电池的新突破。大家好，我是陈明，很高兴和大家分享这个话题。今天咱们来聊一聊最近这个固态电池又有了新的进展。清华大学张强教授团队，在韩服剧迷固态电解质方面取得了突破。那么这个突破到底能不能够解决大家关心的续航安全和寿命的问题咱们今天就来聊一聊。对，这个确实是最近大家都很关注的一个话题。那我们就直接开始今天的讨论。咱们先来聊第一趴就是液态电池的困境，咱们就先聊一聊，为什么液态锂离子电池在高压的情况下会出现这么多问题。那第一个问题咱们就先叫它电压失控的难题，为什么液态锂离子电池在超过4伏特之后就会变得这么不稳定，当电压升高到4伏特以上的时候，液态的电解液就会被氧化，然后震击就会释放出大量的氧气。同时还会产生一些像水这些副产物，那这些副产物就会进一步的去侵蚀电池的内部。听起来就像是一个连锁反应。对没错，然后负极这边就是金属锂就会变得很活跃，它会穿透隔膜，然后形成一些支镜，那这些支镜就会很容易引起短路，甚至起火，所以这就是为什么液态电池在高压的情况下会出现这种安全上的问题，有没有什么办法可以让液态电池在高压的情况下还能保持安全。其实大家也尝试过很多种方法，比如说添加各种添加剂来改善电解液的风劫比如说用一些氟塞碳酸乙烯酯，或者用一些亚硫酸乙烯酯等等的，但是这些方法其实都是治标不治本，就感觉像是在凑合用。没错，而且这些添加剂海会带来一些别的问题，比如说你会让电池的极化增加，然后你的充放电效率也会下降，循环寿命也会缩短所以就是说你想要真正的去解决这个安全问题和电压失控的问题，还是得从电池的材料体系本身去做一些改变。那你觉得液态锂离子电池在能量密度提升和电池安全之间挣扎这个背后最大的难题是什么？其实想要提高能量密度，你就必须要提高这个工作电压，但是工作电压一旦提高这个电解液就会更容易分解，然后甄姬的晶格氧就会释放出来，就会发生一系列德服反应，导致电池的性能急剧的下降，所以就像走在一个平衡木上。没错，然后你想要去保安全，你就只能降低这个电压，但是你地点压的话，能让密度又掉回10年前。所以你想要去同时实现高压和高能量密度，其实在液态体系里面是几乎不可能的所以你必须要换一种思路，换一种材料体系去做这个事情行液态电池的困境这部分内容咱们就先聊到这儿，休息一下，马上回澜咱们来进入第二个部分，咱们来聊一聊这个固态电池的破局之道。我就特别想知道，这个所谓的负影离子溶剂化结构它到底是怎么来的这个其实是清华的张强团队他们就是专注于这个聚合物固态电解质的研究那他们就是通过一些分子的设计把氟原子影入到这个聚米的主链上面然后同时又用一些含氟的离子液体。作为添加剂来调控阴离子的密度，所以就这样就形成了这种所谓的负影离子的溶剂化结构，听起来像是在分子层面做了一些巧妙的文章没错，就是通过这种氟原子的引入，然后银离子的集群就把锂离子的迁移和这个电解液的稳定性就提升到了一个全新的水平。对，而且，他们还通过一些原位的居合把这个结构就锁在了电极里面。所以整个电池的性能就得到了一个大幅度的提升。就是说这个负阴离子容器化结构到底给固态电池带来了哪些性能上的提升？就是这个结构，它首先就是让锂离子的迁移数提升到了0.76，然后电导率也提升到了10的负四次方，新分子每厘米就这些数值都是在室温下测的就比传统的聚合物电解质要高出一个数量级这导电率提升的确实挺夸张的对，然后，它不光是导电率提升了，它在这个高电压高温度高盐的这种极端条件下依然能够保持很稳定的性能，它的循环寿命也大大延长了，就是500圈之后还有72%点一的容量。它的界面阻抗也下降了3个数量急救。这些变化都让这个固态电池在能量密度上、安全上以及快充上都有了突破性的进展。就是说这个负阴离子溶剂化结构到底给固态电池带来了哪些实际的应用上的好处，就是它这个结构让锂离子电池可以在更高的电压下工作，然后同时又很稳定的陨星所以这就使得电池的能量密度可以直接提升到350瓦时每公斤以上，就这个数值已经可以满足很多高端的应用，比如说电动飞机或者说人形机器人。对他们来说，就是续航和动力都有一个质的飞跃。等于说固态电池离我们的日常生活又近了一步。没错，而且，就是它的这个原位的居合，让电池的制造工艺大大简化，然后成本也降低了，所以这就使得固态电池可以更快的去实现产业化。对现在已经在一些特定的领域开始进行试点了那未来，随着技术的不断的成熟，固态电池会慢慢的走进我们的视野，成为主流的电池技术好，固态电池的破局之道。这部内容差不多了，咱暂停一下，放点影乐放松。很快回澜那我们现在就来聊一聊这个电池的未来，这个固态电池到底能够在哪些全新的场景下应用。现在固态电池，它已经可以支持能量密度提升到350瓦时每公斤以上。那这个数值已经可以让电动汽车可以做到一箱油跑1000公里以上，甚至它可以应用到电动飞机，然后电动轮船，甚至电动重型卡车这种长续航的场景，听起来简直就是运输领域的革命。没错，而且就是固态电池，它非常的安全，就是它不容易起火，然后它的耐高温性能也很好，所以它也很适合用来做储能，比如说电网级的储能。或者是说这种高安全的移动的设备，包括机器人，包括电子皮肤这种东西。对，甚至有可能，在未来，它会取代现在的这种锂电池成为主流的电池技术，那现在固态电池量产到底还面临哪些比较棘手的难题就是现在固态电池它的成本是still比较高，然后它的工艺也比较复杂，所以它的产量还比较有限，那大部分还是停留在实验室的阶段。就是它的良品率，包括它的性能稳定性，阿豆还需要进一步的提升。所以就是说，离大规模的普及好像还差点火候。没错，而且固态电池它虽然说，理论上安全很多，但是它依然还是有发生热失控的风险的，所以它的整个的热管理，包括它的安全机制还需要进一步的完善。对，那再加上它的原材料，包括它的回收体系也还需要镜一步的健全。所以就是说，未来要想让固态电池真正的走进大众的生活，还需要整个产业界和学术界一起努力去攻克这些澜题。你觉得未来几年固态电池的技术会有哪些最明显的突破？我觉得固态电池的关键材料包括它的界面结构会有大量的创新，那这会直接带动电池的性能和安全性的提升。那比如说我们的负阴离子溶剂化结构就会让固态电池轻松的实现4伏特以上的工作电压，那这个就会让电池的能量密度再上一个台阶，听起来就像是像材料的魔法。没错，然后固态电池的制造工艺也会更加的简化，成本也会进一步的降低。那这个就会让它的大规模的替代传统的锂电池成为可能。对，那包括一些新的体系，比如说水系固态电池等等的，也会逐渐的成熟那这些都会让固态电池在电动汽车储能甚至电子设备等等领域得到广泛的影用对，今天咱们聊了这么多，关于这个固态电池的发展，其实我觉得固态电池它不仅仅是一个技术的突破，它更是让我们对于未来的能源的想象变得更加的广阔，无论是让我们的汽车不再需要充电，还是说让我们的机器人能够拥有更持久的动力。其实这一切的一切，可能都在固态电池的发展的路上。ok那么今天的节目，咱们就到这里，然后感谢大家的收听，咱们下期再见。