'刚柔并济'的固态聚合物锂电池——从基础研究到全海深固态锂电池

摘要

液态锂电池由于采用易燃、易挥发的碳酸酯有机溶剂,存在极大的安全隐患.固态电解质有望从根本上解决锂电池的安全问题.基于此,提出"刚柔并济"的固态聚合物电解质设计理念,通过不断开发和丰富"刚性"无纺布骨架材料和"柔性"聚合物离子传输材料,结合该设计理念制备出多款综合性能优异的固态聚合物电解质.为了有效降低固固接触阻抗,采用了"原位自形成机制",极大提升了固态电池的界面相容性和长循环稳定性.在高能量密度固态锂电池方面,已经开发出能量密度300瓦时每公斤、循环寿命超过500次的固态锂电池,并通过了国家深海中心的11000米深海压力舱检测.2017年3月,青能所开发的"青能-Ⅰ"固态电池随中科院深渊科考队远赴马里亚纳海沟,为"万泉"号着陆器控制系统及CCD传感器提供能源,累计完成9次下潜,深度均大于7000米,其中6次超过10000米,最大工作水深10901米,累计水下工作时间134小时,最大连续作业时间达20小时,顺利完成万米全深海示范应用.