盖世汽车讯 据外媒报道，韩国蔚山科学技术院（UNIST）的一个研究团队展示了一种简单而有效的延长全固态电池寿命的方法——通过拉伸薄膜状电解质来提高电池的安全性和性能。

图片来源：期刊《 Energy Storage Materials 》

该研究团队由蔚山科学技术院能源与化学工程学院的Seok Ju Kang教授领导，并与淑明女子大学（Sookmyung Women's University）的Se Hun Joo教授合作，开发了一种新型成膜电解质，能够延长固态电池的寿命。该研究成果发表在期刊《储能材料》（Energy Storage Materials）上。

新型电解液的工作原理

电解液是电池中锂离子在正负极之间移动的介质。目前，商用电动汽车电池和大型储能系统主要使用易燃的液态电解液。

虽然用固态聚合物电解液替代液态电解液可以降低火灾和爆炸风险，但固态聚合物电解液历来存在锂离子迁移率较低的问题，导致电池容量在反复充放电循环后下降。

研究团队开发了一种氟化聚合物基薄膜电解质（PVDF-TrFE-CFE），可显著提高锂离子传输性能。其关键创新在于应用了单轴拉伸工艺，使聚合物链沿单一方向排列。

这种物理拉伸展开了聚合物原本复杂的结构，为锂离子的运动开辟了连续的通道。此外，将陶瓷粉末（LLZTO）掺入聚合物基体中，可增强其机械柔韧性、阻燃性和离子电导率。

性能和安全性提升

实验结果表明，与未拉伸的样品相比，拉伸后的聚合物电解质中锂离子扩散速率提高了4.8倍，离子电导率提高了72%。

当将拉伸后的电解质应用于以磷酸铁锂（LFP）为正极的锂金属电池时，电池寿命显著延长。经过200次充放电循环后，这些电池仍能保持约78%的初始容量，而使用未拉伸电解质的电池仅能保持55%的初始容量。

阻燃测试证实了新型电解质的安全性优势；火焰在点燃后仅需4秒即可熄灭。

对电池商业化的影响

“这项研究表明，聚合物电解质固有的问题——例如锂离子传输受阻——可以通过拉伸等简单的物理过程得到有效解决，”该研究的第一作者、UNIST能源与化学工程学院的Jonggeon Na表示。

Kang教授补充道：“与无机固体电解质相比，聚合物电解质更具柔韧性，也更容易大规模生产。本研究开发的方法可应用于各种类型的聚合物电解质，从而加速更安全、更持久的全固态电池的商业化进程。”