下一代储能技术「圣杯」中国突破全固态金属锂电池最大瓶颈

中国新闻网10月8日报导，固态金属锂电池被喻为下一代储能技术的「圣杯」。中国科学院物理研究所10月8日透露，全固态电池走向实际应用的最大瓶颈--固体电解质和金属锂电极之间如何保持界面紧密接触，最近已被中国科学家研发新技术破解，基于该技术制备出的原型电池，性能远超现有同类电池。

全固态金属锂电池一直面临一个棘手难题：固体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。

在本项研究中，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研究发现，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。

为解决这一难题，研究团队开发出一种在硫化物电解质中引入碘离子的新技术：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缝隙和孔洞，从而让电极和电解质始终保持紧密贴合。

研究团队称，更重要的是，基于该技术制备出的原型电池，在标准测试条件下循环充放电数百次后，性能依然稳定优异，远远超过现有同类电池的水准。

由中国科学家开发出的这一阴离子调控技术，能在电极和电解质之间形成一层全新的界面，可以吸引锂离子主动流动，像「流沙」一样自动填充微小的缝隙或孔洞，实现自适应的紧密贴合。由此，界面接触不再依赖外部加压，一举突破了全固态电池走向实用的最大瓶颈。相关研究成果论文，近日已在国际专业学术期刊《自然·可持续发展》发表。

研究团队表示，本项研究开发的新技术优势非常明显：不仅制造更简单、用料更省，还能让电池更耐用。强调采用这项新技术未来可以做出能量密度超过500瓦时／瓩电池，如此一来，电子设备续航时间有望提升至少两倍以上。

同时，这项突破将加速高能量密度全固态金属锂电池发展，未来有望在人形机器人、电动航空、电动汽车等领域大显身手，带来更安全、更高效的能源解决方案。