固態電池商業化進程長期受制于“固-固界面”接觸難題,這一技術瓶頸被行業視為阻礙其規模化應用的核心障礙。傳統液態電池中,離子可在液態電解質構成的“高速公路”上自由流動,而固態電池因固體電極與電解質間的接觸面存在大量微觀空隙,導致離子傳輸阻力陡增,猶如在布滿坑洼的“石板路”上跳躍行進,效率難以提升。
針對這一頑疾,中國科學院金屬研究所與物理研究所近期分別提出創新解決方案。金屬所團隊通過設計新型聚合物分子,在分子尺度實現電極與電解質的“界面一體化”,從根本上消除接觸不良問題。而物理所聯合華中科技大學、寧波材料所的團隊則另辟蹊徑,開發出陰離子調控技術——在硫化物電解質中引入碘離子,利用電場驅動碘離子遷移至電極界面,形成動態自適應的“富碘界面層”。
該界面層如同具備“自我修復”能力的智能材料,可主動填充電極與電解質間的所有縫隙,使兩者始終保持緊密貼合。研究團隊形象地將此過程比作“鐵砂掌”,無需外部加壓即可實現零間隙接觸。實驗數據顯示,搭載該技術的全固態金屬鋰軟包電池在零外壓條件下穩定循環數百次,性能衰減遠低于同類產品,體積變化率較傳統金屬鋰負極降低60%,耐受壓力范圍擴展至0-50 MPa。
更引人注目的是,該技術體系可支撐電池能量密度突破500瓦時/千克,較現有鋰離子電池提升近一倍。這意味著消費電子設備的續航時間有望延長兩倍以上,電動汽車的行駛里程也將實現質的飛躍。目前,相關成果已發表于國際頂級學術期刊《自然》,并獲得新華社等權威媒體的重點報道。
兩項突破性進展的同步發布,凸顯了中國在固態電池領域“多路徑并進”的戰略布局。金屬所聚焦聚合物電解質體系,追求電池柔韌性與能量密度的雙重提升;物理所聯合團隊則深耕全固態金屬鋰體系,致力于實現極致安全與高性能的平衡。這種“雙軌制”研發模式,通過不同技術路線的協同探索,顯著提高了攻克全固態電池商業化難題的成功概率。










