谁控制了电解质，谁就为电动汽车铺平了道路

浦项科技大学 （POSTECH） 化学系的 Soojin Park 教授、博士生 Seoha Nam 和 Hye Bin Son 博士在创造一种既稳定又具有商业可行性的基于凝胶电解质的电池方面取得了突破。他们的研究最近发表在国际期刊 Small 上。

锂离子电池广泛用于便携式电子产品和储能，包括电动汽车。然而，这些电池中使用的液体电解质存在重大的火灾和爆炸风险，这促使人们不断进行研究，以寻找更安全的替代品。一种选择是半固态电池，它代表了具有液体电解质的传统锂离子电池和固态电池之间的中间地带。通过使用凝胶状电解质，这些电池提供了更高的稳定性、能量密度和相对较长的使用寿命。

制造凝胶电解质通常涉及在高温下进行长时间的热处理，这会使电解液降解，从而导致电池性能下降和生产成本增加。此外，半固态电解质和电极之间的界面电阻在制造过程中也构成了挑战。由于复杂的制造方法和大规模应用的问题，以前的研究在将他们的发现直接应用于当前的商用电池生产线时遇到了限制。

Soojin Park 教授的团队使用双功能交联添加剂 （CIA）、六丙烯酸二季戊四醇 （DPH） 和电子束 （e-beam） 技术来应对这些挑战。传统的软包式电池制造工艺包括电极制备、电解液注入和组装、活化和脱气步骤。然而，研究人员通过在脱气过程后简单地引入额外的电子束照射步骤来增强 DPH 的双重功能。CIA 既可以作为添加剂，在活化过程中促进阳极和阴极表面之间的稳定界面，也可以作为交联剂，在电子束照射过程中形成聚合物结构。

该团队的软包式电池采用凝胶电解质，在初始充电和放电过程中显著减少了电池侧反应产生的气体，与传统电池相比减少了 2.5 倍。此外，由于电极和凝胶电解质之间的强相容性，它有效地将界面电阻降至最低。

随后，研究人员开发了一种 1.2 Ah（安培小时）的高容量电池，并在 55 摄氏度（加速电解质分解的环境）下测试了其性能。在这种情况下，使用传统电解质的电池会产生大量气体，导致容量迅速降低，电池在 50 次循环后膨胀。相比之下，该团队的电池没有出现气体产生，即使在 200 次循环后仍保持 1 Ah 的容量，显示出其增强的安全性和耐用性。

这项研究特别重要，因为它使基于凝胶电解质的电池的安全性和商业可行性能够在现有的软包电池生产线中快速大规模生产。

POSTECH 的 Soojin Park 教授评论道：“这一在稳定性和商业可行性方面的成就有望成为电动汽车行业的突破。他补充说：“我们希望这一进步不仅会极大地有利于电动汽车，还会极大地有利于依赖锂离子电池的广泛其他应用。

该研究是在韩国国家研究基金会的职业中期研究计划的支持下进行的。