实验台上排列的圆柱形和软包电池单体,连着测量线缆

· 译自西班牙语原文

电池

一种固态锂金属电池可在室温和低压下运行

硫辛酸电解质与多孔碳集流体让固态锂金属电池在室温、0.3兆帕或更低的压力下稳定循环,不再需要这类电池通常必须用到的高压加压装置,更接近可制造的设计。

发生了什么

  • 由 Hyeongseok Lee、Jihun Sung 和 Seongsoo Park 领导的团队于2026年11月7日在《自然·通讯》上发表了一种固态锂金属电池,可在室温、堆叠压力不超过0.3兆帕的条件下工作。
  • 这种电池组合了两个部件:一种用硫辛酸改性、能自行聚合的复合固态电解质,以及一种多孔碳基集流体。
  • 配合镍钴锰正极(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2),在每平方厘米2.4毫安时的载量、0.1 C 的倍率下,电池实现了稳定的长期循环。
  • 本文依据的是论文摘要。

为什么重要

固态锂金属电池有望比使用液态电解质的锂离子电池具有更高的能量密度和更高的安全性。据论文本身所说,其实际障碍在于它们在室温和低压下表现不佳,原因有两个:锂枝晶(即金属细丝),以及机械应力引起的界面退化。

许多实验室电池都是在高压下紧压着测试的,高压有助于保持各层之间的接触,但很难在商用电池包内复现。把压力降到0.3兆帕或更低,会让设计更接近可制造的水平。

关键数字

0.3 兆帕或更低。 这是电池在室温下稳定工作时的堆叠压力。作者称这一条件为“近常压”,也是这项工作的核心。

背景

作者的策略是控制锂如何变形。含硫辛酸的电解质能承受应力,并减缓锂的“蠕变”,即锂缓慢流入材料的过程。多孔碳集流体在金属一侧则起相反的作用:它就地释放应力,让锂沉积在其内部的孔隙里。

作者得出结论:控制锂的变形和应力松弛,对实用的固态电池至关重要。摘要没有给出循环寿命或能量密度的数字,这些数字只能从全文中了解,而我们没有查阅全文。

在 Mamífero,我们一直关注固态电池的竞赛:含钨的富锂正极在复旦的固态电池中实现了543 Wh/kg;Saft 在波尔多开设首条航空用固态电池产线;电解质决定锂电池能用多久;五角大楼为6K公司的电池工厂提供2.5亿美元贷款。

接下来

  • 这一设计能否在容量更大、单位面积容量更高的电池中保持,还有待观察。
  • 其他团队需要重复这种电解质加集流体的组合,才能确认稳定循环。
  • 制造商将判断0.3兆帕是否足以把这种电池集成到真实的电池包中。

一句话总结

这项进展不是一种新的化学体系,而是降低这类电池工作所需压力的一种办法。要在实验室之外产生意义,还需要看到它在更大规模下的循环和容量数据。

来源

  • Lee, H., Sung, J., Park, S. 等,“Coupling electrolyte mechanical reinforcement and interfacial stress relaxation for near-ambient sulfide all-solid-state lithium metal batteries”,《自然·通讯》,2026年11月7日,DOI 10.1038/s41467-026-79393-w,链接。本文依据的是论文摘要。
  • 封面图片:Sevenethics,CC0,来自 Wikimedia Commons

编辑:Rodrigo Cornejo。我们如何挑选和核实:谁在写这些笔记。

相关笔记

← 全部笔记