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

　　采用固態(tài)電解質(zhì)替代有機電解液的固態(tài)電池，被視為解決上述問題的關(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，項目團隊圍繞固態(tài)電解質(zhì)的離子傳輸能力和界面穩(wěn)定性展開攻關(guān)，通過材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝創(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。團隊發(fā)明了局域亞穩(wěn)態(tài)可控構(gòu)筑技術(shù)，通過雜環(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；同時發(fā)展“動態(tài)限域擴散”方法，通過動態(tài)高壓固相制備技術(shù)擴大離子通道，消除結(jié)構(gòu)缺陷導(dǎo)致的通道堵塞。由此開發(fā)的氧化物固態(tài)電解質(zhì)，離子電導(dǎo)率達3.6毫西門子/厘米，電化學窗口大于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。針對金屬鋰負極與固態(tài)電解質(zhì)界面不穩(wěn)定的問題，團隊開發(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0.839，對鋰穩(wěn)定性超10500小時。同時，團隊采用聚合物輔助表面無定形化技術(shù)消除晶面錯位，降低界面阻抗，使復(fù)合材料離子輸運性提升138%。

　　三是創(chuàng)新制造技術(shù)實現(xiàn)高均一度全固態(tài)電池量產(chǎn)。團隊發(fā)明了電極片梯級界面逐層構(gòu)筑技術(shù)，通過流延成型結(jié)合物理沉積，實現(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。他們開發(fā)的國內(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1070瓦時/升，接近商業(yè)鋰電池的2倍。

　　截至目前，該項目已授權(quán)發(fā)明專利30項，發(fā)表SCI論文134篇。項目組成員獲國家“杰出青年”基金、“萬人計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才等多項榮譽。