中国科研人员在全固态锂电池的关键技术领域取得两项重大突破

【重大突破一】中科院物理所团队突破全固态锂电池瓶颈：阴离子调控技术实现电解质与锂电极紧密接触

记者从中国科学院物理研究所获悉，由该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。相关研究成果已于7日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。

  为破解这一困境，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。

  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：“该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一步。”

【重大突破二】中科院金属研究所突破固态锂电瓶颈：成功制备可弯折超两万次不影响电池性能材料

 日前，中国科学院金属研究所在锂电池领域取得突破，该所科研人员成功制备一类新型聚合物材料，其能够在分子尺度上同时实现离子的快速传输与高效存储，为提升固态锂电池性能提供了全新解决方案。相关研究成果发表于材料科学顶级期刊《先进材料》。

  固态锂电池因安全性高、能量密度大，被认为是下一代储能技术的重要方向。然而，在传统的固态电池里，“离子传导”和“离子存储”这两个关键功能，分别由固态电解质和电极材料来承担。这种“分工明确”的模式，导致电极和固态电解质之间的界面阻抗很大、离子传输效率低，严重影响了固态电池的整体性能。

  在该研究中，团队制备的新型聚合物材料兼具快离子传输能力与高效的离子存储功能。材料通过共价键，将快速的“离子传输通道”和具有储能功能的“硫链结构”集成在同一聚合物结构中。更重要的是，基于该材料构建的一体化柔性电池展现出极佳的机械稳定性，可弯折两万次以上而不影响性能。

  此外，将该材料作为传统磷酸铁锂正极的聚合物电解质时，电解质中“隐藏”的储能能力可在特定电位下被激活，将复合正极能量密度提升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。