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。相关研究成果已于7日发表在国际学术期刊《自然- 可持续发展》上。 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。" 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 ...

近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心黄学杰研究员团队，联合华中科技大学张 恒教授团队、中国科学院宁波材料技术与工程研究所姚霞银研究员团队，开发出一种阴离子调控技术， 能够在电极和电解质之间形成一层全新的界面，一举突破了全固态电池走向实用的最大瓶颈。从此，界 面接触不再依赖外部加压。相关研究成果7日发表于《自然·可持续发展》杂志以及《先进材料》杂志。 全固态金属锂电池被誉为下一代储能技术的"圣杯"，备受瞩目。但它一直面临一个棘手难题：固态电解 质和金属锂电极之间必须保持紧密接触，传统做法要靠笨重的外部设备持续施压，导致电池又大又重， 难以投入实际应用。 在这项研究中，研究团队发现，全固态金属锂电池中，锂电极和电解质之间的接触并不理想，存在大量 微小的孔隙和裂缝。这些问题不仅会缩短电池寿命，还可能带来安全隐患。 为了解决这一难题，研究团队开发出一种新技术：他们在硫化物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， 像"自我修复"一样自动填充进所有的缝隙和孔洞，从而让电极和电解质始终保持紧密贴合。 更重要的是，基于该技术 ...

全固态锂电池技术突破 - 中国科研人员在关键界面技术领域取得重要突破 为下一代储能技术迈向实用化提供坚实支撑 [1] - 开发出阴离子调控技术 解决了电解质和锂电极之间难以紧密接触的难题 [5] - 在电解质中引入碘离子 形成富碘界面自动填充缝隙孔洞 使电极和电解质紧密贴合 [6] 技术优势与性能表现 - 新设计制造更简单 用料更省 电池更耐用 [6] - 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 [6] - 基于聚合物分子设计的新材料 使一体化柔性电池可承受20000次反复弯折 [8] - 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% [8] 应用前景与行业评价 - 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 [6] - 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 [6] - 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 [8]

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。 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。" 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 ...

技术突破 - 科研团队在固态锂电池领域取得突破，为解决界面阻抗大和离子传输效率低的关键难题提供了新路径[1] - 研究团队利用聚合物分子设计，制备出在分子尺度上实现界面一体化的新型材料，该材料具备高离子传输能力并能实现离子传输与存储行为的可控切换[1] 材料性能 - 基于该新型材料构建的一体化柔性电池可承受20000次反复弯折，表现出优异的抗弯折性能[1] - 当将该材料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%[1] 行业意义 - 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[1] - 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[1] - 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[1]

固态电池定义与认知 - 国际纯粹与应用化学联合会将聚合物固体电解质定义为盐在聚合物中形成的导电溶液 明确将依赖溶液相传导机制的离子导电聚合物归类为固体电解质 不同于绝对固态不含液体的僵化范式[3] - 固态电池包括聚合物电解质干态或凝胶态和陶瓷电解质 可采用无机固体材料 干态聚合物或凝胶态聚合物作为电解质[4] - 向聚合物骨架中引入增塑剂是固态聚合物电解质发展的关键突破 固态电池本质上应包含聚合物电解质无论干态或凝胶态[5] - 固态电池定义为工作条件下电解质相保持宏观不流动 且在充放电循环中维持结构完整性的电化学体系 兼容含有增塑剂的聚合物电解质体系[6] 技术发展路径与评价标准 - 电池技术发展目标是实现高性能而非单纯追求固态化 液态 半固态和全固态都是实现高性能电池的手段而非目的[7] - 判断固态性的核心依据不应僵化着眼于液相成分有无 而应重点关注电解质体系在实际工作条件下的功能特性 特别是界面稳定性和结构完整性两大关键参数[6] - 亟需构建以性能为导向的务实评价范式 将能量密度 循环稳定性 快充能力 安全性能和成本效益等核心性能指标作为首要考量[7] 行业共识与政策建议 - 全固态电池仅仅是实现下一代储能目标的可能技术方案之一而非终极目标 政策制定者需秉持开放创新理念 积极支持通过多路径协同发展的电化学技术路线[7] - 学术界 产业界和政府需要重新审视电池技术发展方向 避免将手段误认为目的 共同推动储能技术实现质的飞跃[7]