中國科學技術大學科研團隊在全固態電池領域取得關鍵技術突破,為這一高安全性、高能量密度儲能技術的產業化應用開辟了新路徑。相關研究成果由馬騁教授團隊完成,并于國際權威學術期刊《自然·通訊》發表,標志著我國在固態電池材料創新方面邁出重要一步。
全固態鋰電池因兼具高安全性和高能量密度的特性,被視為下一代電池技術的核心方向。然而,固態電解質與電極材料間的界面接觸難題長期制約其發展——現有技術需施加數十至數百兆帕的極端壓力才能維持接觸,這一條件在電動汽車等實際應用場景中難以實現。馬騁團隊通過材料創新,成功攻克了這一行業痛點。
研究團隊開發的新型鋰鋯鋁氯氧(1.4Li?O-0.75ZrCl?-0.25AlCl?)固態電解質,在力學性能上展現出獨特優勢。實驗數據顯示,其楊氏模量不足主流硫化物電解質的25%,硬度更低于后者10倍以上。這種"軟而韌"的特性使材料在5兆帕的低壓下即可發生顯著形變,從而與電極形成穩定接觸界面。與此同時,其粉末形態避免了凝膠材料的過度流動問題,可兼容現有電池制造的輥壓工藝。
在電化學性能方面,該材料離子電導率突破2毫西門子每厘米,遠超1毫西門子每厘米的實用化門檻。基于該電解質構建的全固態電池,在5兆帕壓力下與鎳含量92%的超高鎳三元正極匹配時,可實現數百次穩定充放電循環。這一成果將產業化所需的壓力條件降低了1-2個數量級,為電池結構設計提供了全新思路。
成本優勢是該技術的另一亮點。研究顯示,鋰鋯鋁氯氧材料不依賴鍺等稀有元素,原材料成本僅為硫化物電解質的5%以下。這種經濟性使其在消費電子、新能源汽車等對成本敏感的領域具有顯著競爭力,為大規模商業化奠定了基礎。
國際同行對該成果給予高度評價。審稿專家指出,這項研究通過材料設計創新解決了全固態電池的關鍵界面問題,其方法論為實驗室技術向產業轉化提供了可行路徑。隨著后續研究的深入,這項突破有望加速全固態電池從實驗室走向市場的進程。



















