研究人员设计出应用于固态电池的弹性电解质

浩博电池网讯：日前，南京大学现代工程与应用科学学院设计了一种基于双单体共聚物和深共晶混合物的弹性电解质，将其应用在固态电池中，实现了在零外加压力、而仅依靠电池内建压力条件下固态电池的稳定运行。

  随着大规模储能领域的繁荣发展，传统基于有机电解液的锂离子电池已无法满足市场对高能量密度电池的需求。在这一背景下，固态电池因其更高的理论能量密度和更好的安全性而受到广泛关注。然而，目前固态电池的运行仍需依靠很大的外加压力，达几十甚至几百兆帕，以保证固态电极内部及其与固态电解质界面的接触，这大大提高了固态电池的成本，阻碍了固态电池的实际应用。

  南京大学研究人员设计的弹性电解质具有高室温离子电导率、良好的拉伸和压缩弹性、抗疲劳性、不可燃性和自我修复能力。在电池循环的过程中，尽管活性物质会发生体积膨胀和收缩，但受益于该电解质良好的应变恢复能力和抗疲劳性，它仍可以紧密包裹在活性物质周围，既充当快速离子输运通道，又缓解了由于电极材料体积变化造成的应力集中问题，保证了固态电池在无外加压力长循环过程中的电化学和界面力学稳定性。

  为了测量电池的内建压力，研究人员利用薄膜压力敏感电阻设计并自制了膜式压力传感器，测量扣式电池和软包电池的内建压力，其数值远小于常规施加在固态电池上的外加压力。为促进弹性电解质在微米硅电极中的渗透，研究人员还在电极中引入了微量的表面活性剂，成功在电极中构筑了连续的离子传输通道。相关工作在《自然·通讯》上在线发表。

【责任编辑：孟瑾】