我国在固态电池科研领域，连续取得突破！

景点排名 2025年10月19日 20:01 0 aa

固态电池是锂电池赛道公认的“下一站”。据摩根士丹利的最新预测，至2030年，全球固态电池市场将超过1200亿美元，其中，我国将占40%的市场份额，固态电池将成为新的千亿级赛道。

近年来，我国对固态电池的扶持力度持续加码。特别是今年2月，工业和信息化部等八部门联合发布《新型储能制造业高质量发展行动方案》，明确将固态电池列为重点攻关方向。

聚焦固态电池产业化窗口期，我国固态电池技术储备正持续扩充，配套用材正不断升级革新，产业化进程正加快推进。

最近，中国学术层面最近连续有“好消息”发布。

1.清华大学张强团队

日前，清华大学化工系教授张强领衔的团队在锂电池聚合物电解质研究领域取得重要进展，为开发实用化的高安全性、高能量密度固态锂电池提供了新思路与技术支撑。相关成果已在线发表于《自然》。

当下固态电池在实际应用过程中仍面临两大难题：一是“固-固”材料之间因刚性接触导致的界面接触差；二是电解质难以在宽电压窗口下同时兼容高电压正极与强还原性负极的极端化学环境。

对此，张强团队提出“富阴离子溶剂化结构”设计新策略，成功开发出一种新型含氟聚醚电解质。该电解质通过热引发原位聚合技术，有效增强了固态界面的物理接触与离子传导能力，显著提升了锂电池的耐高压性能和界面稳定性。

得益于优化的界面性能，采用该电解质组装的富锂锰基聚合物电池表现出一系列优异的电化学性能。基于该电解质构建的8.96Ah（安时）聚合物软包全电池在施加1MPa（兆帕）外压下，能量密度实现跨越式提升，达到604Wh/kg，远超当下商业化电池。

此外，该电池在满充状态下顺利通过针刺与120摄氏度热箱（静置6小时）安全测试，未出现燃烧或爆炸现象，展现出优异的安全性能。未来，该研究成果有望为成熟的固态电池产品研发提供重要技术参考。

2.中国科学院金属研究所科研团队

中国科学院金属研究所日前消息，该所科研团队在固态锂电池领域取得突破，为解决固态电池界面阻抗大、离子传输效率低的关键难题提供了新路径。该研究成果已于近日发表在国际学术期刊《先进材料》上。

固态锂电池因其高安全性和高能量密度，被视为下一代储能技术的重要发展方向。然而，传统固态电池中电极与电解质之间的固-固界面接触不良，导致离子传输阻力大、效率低，严重制约其实际应用。

研究团队利用聚合物分子的设计灵活性，在主链上同时引入具有离子传导功能的乙氧基团和具备电化学活性的短硫链，制备出在分子尺度上实现界面一体化的新型材料。该材料不仅具备高离子传输能力，还能在不同电位区间实现离子传输与存储行为的可控切换。

科研人员介绍，基于该材料构建的一体化柔性电池表现出优异的抗弯折性能，可承受20000次反复弯折。当将其作为复合正极中的聚合物电解质使用时，复合正极能量密度提升达86%。此项研究为发展高性能、高安全性固态电池提供了新的材料设计思路与研究范式。

3.中国科学院物理研究所研究员黄学杰团队

近日由中国科学院物理研究所研究员黄学杰团队联合华中科技大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所等组成的研究团队开发出一种阴离子调控技术，解决了全固态金属锂电池中电解质和锂电极之间难以紧密接触的难题，为其走向实用化提供了关键技术支撑。相关研究成果已发表在国际学术期刊《自然—可持续发展》上。

全固态金属锂电池被视为下一代储能技术的重要发展方向。然而，固态电解质与金属锂电极的界面接触问题一直是制约其产业化的难题。传统做法依靠笨重的外部设备持续施压，但锂电极和电解质之间仍然存在大量微小孔隙和裂缝——这不仅会缩短电池寿命，还可能带来安全隐患。

黄学杰介绍，锂金属负极与固体电解质之间界面处易生成孔洞且随循环而恶化，从而导致界面接触失效和性能快速衰减，是全固态电池面临的主要挑战之一。传统界面改性策略难以在充放电循环中动态维持紧密的界面接触，因此通常需要施加极高的外部压力来保障电池的正常工作，严重阻碍了它的实际应用。

为破解这一困境，黄学杰研究团队在电解质中引入了碘离子。在电池工作时，这些碘离子会在电场作用下移动至电极界面，形成一层富碘界面。这层界面能够主动吸引锂离子，自动填充所有的缝隙和孔洞，让电极和电解质始终保持紧密贴合。

基于此动态自适应界面，硫化物电解质（Li–B||Li4Ti5O12电池）在1.25mA cm-2的电流密度下循环2400次后，容量保持率高达90.7%。该工作解决了锂金属负极与高模量固体电解质之间固-固接触失效的难题，推动了全固态锂电池向实际应用迈出关键一步。

经测试，基于该技术制备出的原型电池经历数百次循环充放电后，性能依然稳定，远超现有同类电池水平。据介绍，这种新设计不仅制造更简单、用料更省，还能让电池更耐用，未来有望为人形机器人、电动航空、电动汽车等领域带来更安全高效的能源解决方案。

美国马里兰大学教授、固态电池专家王春生评价道：“这项研究解决了制约全固态电池商业化的关键瓶颈问题，为实现其实用化迈出了决定性的一步。”

本文综合自央视新闻、科技日报、能源报

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