中國科學(xué)院物理研究所黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)，在全固態(tài)金屬鋰電池領(lǐng)域取得重大技術(shù)突破。該團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新材料設(shè)計(jì)，成功解決了固體電解質(zhì)與金屬鋰電極間的界面接觸難題，相關(guān)成果發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·可持續(xù)發(fā)展》，并獲編輯特別推薦。這項(xiàng)突破標(biāo)志著中國在下一代電池技術(shù)競爭中邁出關(guān)鍵一步，為新能源汽車、人形機(jī)器人及電動(dòng)航空等領(lǐng)域提供新的技術(shù)路徑。

全固態(tài)金屬鋰電池因高能量密度和安全性被視為儲能技術(shù)革命性方向，但固-固界面接觸不良導(dǎo)致的性能衰減問題長期制約其商業(yè)化。傳統(tǒng)解決方案依賴外部機(jī)械加壓裝置維持界面穩(wěn)定，需持續(xù)施加超過50個(gè)大氣壓的壓力，這不僅增加電池體積和重量，更無法滿足便攜設(shè)備及新能源汽車的輕量化需求。研究團(tuán)隊(duì)通過在硫化物電解質(zhì)中引入碘離子，利用電場驅(qū)動(dòng)形成富碘界面層，使鋰離子自動(dòng)填充界面微孔隙，實(shí)現(xiàn)無需外部加壓的穩(wěn)定接觸。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用新技術(shù)的電池在數(shù)百次充放電循環(huán)后仍保持優(yōu)異性能，遠(yuǎn)超現(xiàn)有同類產(chǎn)品。該設(shè)計(jì)使電池包活性材料填充量提升30%以上，配合金屬鋰負(fù)極可將單體能量密度推高至500Wh/公斤，較當(dāng)前主流磷酸鐵鋰（200Wh/公斤）和三元鋰電池（300Wh/公斤）實(shí)現(xiàn)翻倍增長。這意味著在相同重量下，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程可提升一倍，同時(shí)簡化電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高空間利用率。

技術(shù)突破帶來的產(chǎn)業(yè)影響遠(yuǎn)不止于此。黃學(xué)杰教授指出，移除機(jī)械加壓系統(tǒng)后，電池制造工藝更簡潔，封裝效率顯著提升。更重要的是，該技術(shù)為使用硫、硫化物等低成本正極材料開辟了道路，這些材料儲量豐富且價(jià)格穩(wěn)定，可大幅減少對鈷、鎳等稀缺金屬的依賴。當(dāng)前液態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈中，鈷、鎳進(jìn)口依賴度超過70%，價(jià)格波動(dòng)直接影響整車成本，新技術(shù)為產(chǎn)業(yè)鏈資源安全提供了創(chuàng)新解決方案。

國際學(xué)術(shù)界對該成果給予高度評價(jià)。美國馬里蘭大學(xué)固態(tài)電池專家王春生教授認(rèn)為，這項(xiàng)研究從根本上解決了全固態(tài)電池商業(yè)化的核心障礙，傳統(tǒng)技術(shù)需要的超高壓力條件嚴(yán)重阻礙產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而中國團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新方案使工程化實(shí)現(xiàn)成為可能。數(shù)據(jù)顯示，全球主要經(jīng)濟(jì)體均在加速全固態(tài)電池研發(fā)，日本計(jì)劃2030年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，歐美企業(yè)多處于實(shí)驗(yàn)室階段，中國此次突破證明在金屬鋰負(fù)極全固態(tài)電池領(lǐng)域已占據(jù)技術(shù)先機(jī)。

據(jù)研究團(tuán)隊(duì)透露，該技術(shù)已進(jìn)入中試階段，下一步將重點(diǎn)優(yōu)化正極材料體積形變控制，以實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池在零壓力條件下的長期穩(wěn)定運(yùn)行。隨著材料體系完善和制造工藝成熟，這項(xiàng)源自中國的創(chuàng)新技術(shù)有望率先在高端電動(dòng)汽車、無人機(jī)及儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)中國方案。