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　　近年來(lái)，新能源汽車、航空航天等領(lǐng)域快速發(fā)展，對(duì)鋰二次電池的比能量和安全性提出了更高要求。我國(guó)新能源戰(zhàn)略規(guī)劃及航空航天重大工程明確提出，未來(lái)電池比能量需提升至500瓦時(shí)/千克以上，但當(dāng)前傳統(tǒng)鋰離子電池依賴高鎳三元正極、硅碳負(fù)極和有機(jī)電解液的組合，比能量已接近350瓦時(shí)/千克的理論極限，且存在嚴(yán)重安全隱患。

　　采用固態(tài)電解質(zhì)替代有機(jī)電解液的固態(tài)電池，被視為解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵方法，但固態(tài)電池面臨內(nèi)阻大、固/固界面不穩(wěn)定等瓶頸。為此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)圍繞固態(tài)電解質(zhì)的離子傳輸能力和界面穩(wěn)定性展開(kāi)攻關(guān)，通過(guò)材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝創(chuàng)新，形成了一系列原創(chuàng)性技術(shù)成果。

　　一是優(yōu)化離子傳輸通道提升電解質(zhì)性能。團(tuán)隊(duì)發(fā)明了局域亞穩(wěn)態(tài)可控構(gòu)筑技術(shù)，通過(guò)雜環(huán)聚合物“錨定”構(gòu)筑亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化離子極化環(huán)境，降低離子傳輸能壘；同時(shí)發(fā)展“動(dòng)態(tài)限域擴(kuò)散”方法，通過(guò)動(dòng)態(tài)高壓固相制備技術(shù)擴(kuò)大離子通道，消除結(jié)構(gòu)缺陷導(dǎo)致的通道堵塞。由此開(kāi)發(fā)的氧化物固態(tài)電解質(zhì)，離子電導(dǎo)率達(dá)3.6毫西門(mén)子/厘米，電化學(xué)窗口大于6.0伏，為高比能電池提供了高性能電解質(zhì)材料。

　　二是穩(wěn)定固/固界面保障電池循環(huán)性能。針對(duì)金屬鋰負(fù)極與固態(tài)電解質(zhì)界面不穩(wěn)定的問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了共軛骨架電解質(zhì)新體系，其“給—受”結(jié)構(gòu)可高效解離鋰鹽，顯著降低界面極化，使固態(tài)電池鋰離子轉(zhuǎn)移數(shù)達(dá)0.839，對(duì)鋰穩(wěn)定性超10500小時(shí)。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)采用聚合物輔助表面無(wú)定形化技術(shù)消除晶面錯(cuò)位，降低界面阻抗，使復(fù)合材料離子輸運(yùn)性提升138%。

　　三是創(chuàng)新制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)高均一度全固態(tài)電池量產(chǎn)。團(tuán)隊(duì)發(fā)明了電極片梯級(jí)界面逐層構(gòu)筑技術(shù)，通過(guò)流延成型結(jié)合物理沉積，實(shí)現(xiàn)階梯式電極結(jié)構(gòu)可控構(gòu)筑，平衡了電池高功率特性與循環(huán)穩(wěn)定性。他們開(kāi)發(fā)的國(guó)內(nèi)首套高致密、高均一薄膜固態(tài)鋰電池制備技術(shù)，將固態(tài)電解質(zhì)界面阻抗降低90%，制備的固態(tài)電池體積能量密度達(dá)1070瓦時(shí)/升，接近商業(yè)鋰電池的2倍。

　　截至目前，該項(xiàng)目已授權(quán)發(fā)明專利30項(xiàng)，發(fā)表SCI論文134篇。項(xiàng)目組成員獲國(guó)家“杰出青年”基金、“萬(wàn)人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才等多項(xiàng)榮譽(yù)。