吉林大學化學學院于吉紅院士科研團隊在固態鋰空電池的研發領域取得了重要進展,該進展的核心驅動力在于對關鍵納米材料的創新性設計與制備。這一成果不僅為下一代高能量密度儲能技術提供了新的科學思路,也彰顯了納米材料在解決能源存儲瓶頸問題中的巨大潛力。
固態鋰空電池被視為未來電動汽車和規模化儲能系統的理想選擇,其理論能量密度可達現有鋰離子電池的十倍以上。其實際應用長期受限于循環壽命短、充放電效率低以及界面穩定性差等關鍵挑戰。于吉紅院士團隊的研究聚焦于電池的核心組件——固態電解質和空氣電極,通過精密的納米材料工程手段,成功構建了具有優異離子傳導性和結構穩定性的新型功能材料。
在固態電解質方面,團隊設計并合成了一系列具有有序孔道結構的納米復合電解質材料。這類材料在納米尺度上實現了鋰離子的快速、均勻傳輸,同時其堅固的骨架有效抑制了鋰枝晶的生長,極大地提升了電池的安全性。在空氣電極側,團隊研發了高效的雙功能納米電催化劑。這些催化劑具有高比表面積和豐富的活性位點,顯著加速了氧氣還原與析出反應動力學,降低了電池的過電位,從而提高了能量轉換效率。
尤為重要的是,團隊通過先進的表征技術和理論計算,深入揭示了納米結構與電池電化學性能之間的構效關系。這種從微觀機理到宏觀性能的系統性研究,為理性設計和優化電池材料提供了堅實的科學依據。
此項進展標志著我國在固態金屬空氣電池這一前沿領域的自主研發能力達到了新的高度。基于納米材料的創新策略,有效緩解了固態界面接觸和反應動力學遲緩等核心難題,為開發長壽命、高安全、高能量密度的實用化固態鋰空電池奠定了關鍵材料基礎。該團隊的研究將繼續深化,推動相關技術從實驗室走向產業化應用,助力我國在新能源戰略領域的全球競爭力提升。
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更新時間:2026-01-06 03:04:46