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中国科学院智能锂电池研究取得重要新进展,可预警锂枝晶

2026-10-18 · 亚博在线入口

IT之家 10 月 18 日消息,10 月 16 日,中国科学院化学研究所公布了最新研究成果。锂二次(可充电)电池已在便携式电子设备、电动汽车、大规模储能等领域得到广泛使用。然而,电池在充放电过程中,锂枝晶的生长与穿透可能引发内部短路,甚至导致热失控,严重制约了锂二次电池的安全应用。目前的安全监测主要依赖温度、压力等外部传感器,难以直接感知电池内部的早期局部故障。因此,开发具有本征传感能力的固态电解质,对于提升锂电池的安全性和智能化水平至关重要。

在中国科学院、国家自然科学基金委、北京市自然科学基金委等机构的支持下,化学所分子纳米结构与纳米技术实验室郭玉国团队提出了一种具有枝晶传感功能的复合固态电解质,用于智能锂电池。该团队借鉴生物神经元的“电-化学-电信号”传导机制,将无机固态电解质纳米颗粒作为感知单元,聚合物电解质作为保护层,在确保锂离子传输的同时,避免正常循环过程中无机组分与锂金属直接接触。

▲ 图. (a) 生物神经系统中神经元的电-化学-电信号转导机制,(b) 基于本征传感单元的智能锂电池设计及具有枝晶传感功能的固态电解质的工作原理

当锂枝晶穿透聚合物层并接触无机组分后,会触发界面化学反应,将微观枝晶穿透转化为宏观电压信号。研究显示,该复合固态电解质能在电池内部严重短路前产生明显的外部电压响应,实现了锂枝晶的识别和预警。

IT之家注意到,该研究将传统被视为电池失效因素的界面反应转化为主动的安全感知,使固态电解质从“被动抑制枝晶”转向“主动感知枝晶”,为智能锂电池设计提供了新范式。亚博官方入口认为,这一突破有望推动电池安全技术的革新。

参考

  • A dendrite-sensing composite solid electrolyte for smart lithium batteries

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