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近日，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心黃學(xué)杰研究員團隊，聯(lián)合華中科技大學(xué)張恒教授團隊、中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所姚霞銀研究員團隊，開發(fā)出一種陰離子調(diào)控技術(shù)，能夠在電極和電解質(zhì)之間形成一層全新的界面，一舉突破了全固態(tài)電池走向?qū)嵱玫淖畲笃款i。從此，界面接觸不再依賴外部加壓。相關(guān)研究成果7日發(fā)表于《自然·可持續(xù)發(fā)展》雜志以及《先進材料》雜志。

全固態(tài)金屬鋰電池被譽為下一代儲能技術(shù)的“圣杯”，備受矚目。但它一直面臨一個棘手難題：固態(tài)電解質(zhì)和金屬鋰電極之間必須保持緊密接觸，傳統(tǒng)做法要靠笨重的外部設(shè)備持續(xù)施壓，導(dǎo)致電池又大又重，難以投入實際應(yīng)用。

▲圖片來源：中國科學(xué)院物理研究所

在這項研究中，研究團隊發(fā)現(xiàn)，全固態(tài)金屬鋰電池中，鋰電極和電解質(zhì)之間的接觸并不理想，存在大量微小的孔隙和裂縫。這些問題不僅會縮短電池壽命，還可能帶來安全隱患。

為了解決這一難題，研究團隊開發(fā)出一種新技術(shù)：他們在硫化物電解質(zhì)中引入了碘離子。在電池工作時，這些碘離子會在電場作用下移動至電極界面，形成一層富碘界面。這層界面能夠主動吸引鋰離子，像“自我修復(fù)”一樣自動填充進所有的縫隙和孔洞，從而讓電極和電解質(zhì)始終保持緊密貼合。

更重要的是，基于該技術(shù)制備出的原型電池，在標準測試條件下循環(huán)充放電數(shù)百次后，性能依然穩(wěn)定優(yōu)異，遠遠超過現(xiàn)有同類電池的水平。