電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文 / 吳子鵬）近日，國際頂級學術期刊《自然?可持續(xù)發(fā)展》（Nature Sustainability）以封面文章形式，發(fā)表了中國科學院物理研究所黃學杰團隊的最新研究成果 —— 通過創(chuàng)新的陰離子調(diào)控技術，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價為 “下一代儲能技術的決定性進展”，標志著中國在全球電池技術競賽中占據(jù)戰(zhàn)略制高點。

全固態(tài)金屬鋰電池被視為下一代儲能技術的重要發(fā)展方向，其核心優(yōu)勢在于采用金屬鋰負極，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)化進程。傳統(tǒng)解決方案依賴外部設備持續(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，不僅會縮短電池壽命，還會帶來安全隱患。

黃學杰團隊另辟蹊徑，研發(fā)出一種陰離子調(diào)控技術。他們在硫化物電解質(zhì)中引入碘離子，當電池工作時，碘離子在電場作用下遷移至電極界面，形成一層富碘界面。這層界面能夠主動吸引鋰離子，自動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現(xiàn)穩(wěn)定運行。

“傳統(tǒng)鋰離子導體中，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)中預置的陰離子遷移，成功在界面處原位形成富 LiI 的動態(tài)界面層。” 黃學杰解釋道，“該界面層可自適應鋰負極的體積變化，實現(xiàn)‘剛性’固體電解質(zhì)與鋰負極之間的緊密接觸。” 美國馬里蘭大學固態(tài)電池專家王春生教授評價稱：“這項研究從根本上顛覆了固態(tài)電池的設計邏輯，使規(guī)模化應用成為可能?！?br />
基于該技術制備的原型電池，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，是當前高端三元鋰電池（約 300Wh/kg）的 1.7 倍。若應用于電動汽車，整車續(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)壽命領先：在標準測試條件下，電池經(jīng)數(shù)百次循環(huán)充放電后，容量保持率仍超 90%，遠超同類全固態(tài)電池水平；軟包電池在零外壓環(huán)境下運行 300 次后，容量保留率達 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。實驗顯示，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)化進程已進入關鍵階段，” 黃學杰表示，“這一技術突破將為電動汽車、人形機器人、電動航空等領域，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)電池技術競賽：寶馬集團已啟動全球首輛搭載全固態(tài)電池的 i7 測試車型道路測試，豐田計劃于 2027-2028 年推出搭載全固態(tài)電池的純電動汽車。而中國科研團隊的這項突破，有望助力中國在這一關鍵賽道上搶占先機。