電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文 / 吳子鵬）近日，國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然?可持續(xù)發(fā)展》（Nature Sustainability）以封面文章形式，發(fā)表了中國科學(xué)院物理研究所黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)的最新研究成果 —— 通過創(chuàng)新的陰離子調(diào)控技術(shù)，成功解決了全固態(tài)金屬鋰電池中固體電解質(zhì)與鋰電極的界面接觸難題。這一突破被該刊編輯評(píng)價(jià)為 “下一代儲(chǔ)能技術(shù)的決定性進(jìn)展”，標(biāo)志著中國在全球電池技術(shù)競賽中占據(jù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

全固態(tài)金屬鋰電池被視為下一代儲(chǔ)能技術(shù)的重要發(fā)展方向，其核心優(yōu)勢在于采用金屬鋰負(fù)極，具備最低還原電位與超高比容量。然而，固態(tài)電解質(zhì)與金屬鋰電極之間的界面接觸問題，長期制約著其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。傳統(tǒng)解決方案依賴外部設(shè)備持續(xù)施壓，但電極與電解質(zhì)之間仍存在大量微小孔隙與裂縫，不僅會(huì)縮短電池壽命，還會(huì)帶來安全隱患。

黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，研發(fā)出一種陰離子調(diào)控技術(shù)。他們在硫化物電解質(zhì)中引入碘離子，當(dāng)電池工作時(shí)，碘離子在電場作用下遷移至電極界面，形成一層富碘界面。這層界面能夠主動(dòng)吸引鋰離子，自動(dòng)填充所有縫隙與孔洞，使電極與電解質(zhì)始終保持緊密貼合，無需外部壓力即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

“傳統(tǒng)鋰離子導(dǎo)體中，陰離子通常被固定在晶格內(nèi)，我們通過調(diào)控固體電解質(zhì)中預(yù)置的陰離子遷移，成功在界面處原位形成富 LiI 的動(dòng)態(tài)界面層。” 黃學(xué)杰解釋道，“該界面層可自適應(yīng)鋰負(fù)極的體積變化，實(shí)現(xiàn)‘剛性’固體電解質(zhì)與鋰負(fù)極之間的緊密接觸。” 美國馬里蘭大學(xué)固態(tài)電池專家王春生教授評(píng)價(jià)稱：“這項(xiàng)研究從根本上顛覆了固態(tài)電池的設(shè)計(jì)邏輯，使規(guī)?；瘧?yīng)用成為可能?！?br />
基于該技術(shù)制備的原型電池，展現(xiàn)出顛覆性性能：
能量密度突破：單體電池能量密度超過 500Wh/kg，是當(dāng)前高端三元鋰電池（約 300Wh/kg）的 1.7 倍。若應(yīng)用于電動(dòng)汽車，整車?yán)m(xù)航里程可輕松突破 1200 公里，較現(xiàn)有車型提升 50% 以上。

循環(huán)壽命領(lǐng)先：在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，電池經(jīng)數(shù)百次循環(huán)充放電后，容量保持率仍超 90%，遠(yuǎn)超同類全固態(tài)電池水平；軟包電池在零外壓環(huán)境下運(yùn)行 300 次后，容量保留率達(dá) 74.4%，且支持 5C 高倍率快充（12 分鐘充至 80%）。

安全性能質(zhì)變：移除外部加壓系統(tǒng)后，電池包體積利用率提升 30%，界面穩(wěn)定性亦顯著增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)顯示，該電池在針刺測試中無明火、無熱失控，熱觸發(fā)溫度從液態(tài)電池的 240℃提升至 500℃以上。

“全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程已進(jìn)入關(guān)鍵階段，” 黃學(xué)杰表示，“這一技術(shù)突破將為電動(dòng)汽車、人形機(jī)器人、電動(dòng)航空等領(lǐng)域，提供更安全、更高效的能源解決方案。”

目前，全球范圍內(nèi)正掀起全固態(tài)電池技術(shù)競賽：寶馬集團(tuán)已啟動(dòng)全球首輛搭載全固態(tài)電池的 i7 測試車型道路測試，豐田計(jì)劃于 2027-2028 年推出搭載全固態(tài)電池的純電動(dòng)汽車。而中國科研團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)突破，有望助力中國在這一關(guān)鍵賽道上搶占先機(jī)。