吉林大学化学学院于吉红院士科研团队在固态锂空电池的研发领域取得了重要进展,该进展的核心驱动力在于对关键纳米材料的创新性设计与制备。这一成果不仅为下一代高能量密度储能技术提供了新的科学思路,也彰显了纳米材料在解决能源存储瓶颈问题中的巨大潜力。
固态锂空电池被视为未来电动汽车和规模化储能系统的理想选择,其理论能量密度可达现有锂离子电池的十倍以上。其实际应用长期受限于循环寿命短、充放电效率低以及界面稳定性差等关键挑战。于吉红院士团队的研究聚焦于电池的核心组件——固态电解质和空气电极,通过精密的纳米材料工程手段,成功构建了具有优异离子传导性和结构稳定性的新型功能材料。
在固态电解质方面,团队设计并合成了一系列具有有序孔道结构的纳米复合电解质材料。这类材料在纳米尺度上实现了锂离子的快速、均匀传输,同时其坚固的骨架有效抑制了锂枝晶的生长,极大地提升了电池的安全性。在空气电极侧,团队研发了高效的双功能纳米电催化剂。这些催化剂具有高比表面积和丰富的活性位点,显著加速了氧气还原与析出反应动力学,降低了电池的过电位,从而提高了能量转换效率。
尤为重要的是,团队通过先进的表征技术和理论计算,深入揭示了纳米结构与电池电化学性能之间的构效关系。这种从微观机理到宏观性能的系统性研究,为理性设计和优化电池材料提供了坚实的科学依据。
此项进展标志着我国在固态金属空气电池这一前沿领域的自主研发能力达到了新的高度。基于纳米材料的创新策略,有效缓解了固态界面接触和反应动力学迟缓等核心难题,为开发长寿命、高安全、高能量密度的实用化固态锂空电池奠定了关键材料基础。该团队的研究将继续深化,推动相关技术从实验室走向产业化应用,助力我国在新能源战略领域的全球竞争力提升。
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更新时间:2026-01-12 10:12:57