气象小秘书记者钱伟报道

我国科学家取得全固态锂电池研究突破，高能量密度与安全性能实现双提升

中国科学院深圳先进技术研究院联合清华大学科研团队，近日在《自然·能源》杂志发表重大研究成果。通过创新性开发硫化物基复合固态电解质材料，成功研制出能量密度达500Wh/kg的全固态锂电池原型器件，循环寿命突破2000次，该项突破标志着我国在全球固态电池研发领域取得重要技术制高点。

全固态锂电池技术突破的核心要素

研究团队针对传统锂离子电池存在的电解液泄漏、热失控等安全隐患，创造性采用硫银锗矿型硫化物作为电解质基体。通过引入镧系元素掺杂技术，将离子电导率提升至25mS/cm的超高水平，较传统氧化物固态电解质提高两个数量级。特别值得关注的是，团队开发的梯度界面修饰技术有效解决了电极/电解质界面阻抗难题，使得新型全固态电池在-30℃低温环境下仍能保持85%的容量输出。

革命性技术带来的应用场景重构

在电动汽车领域，该技术可将当前主流车型续航里程从500公里提升至1200公里水平，充电时间缩短至15分钟完成80%电量补充。更为关键的是，固态电池本体通过UL1642针刺测试时表面温度仅上升11℃，彻底解决热失控风险。在储能电站应用中，研究团队开发的模块化堆叠技术使能量体积密度达到1200Wh/L，配合新型双极板结构设计，系统成本较现有方案降低40%。

材料创新：硫化物-聚合物复合电解质体系

团队突破性采用溶液浇铸法制备出厚度仅20μm的柔性电解质薄膜，其断裂伸长率高达180%，完美适应电池充放电过程中的体积变化。通过原位聚合技术在硫化物颗粒表面构建三维离子通道网络，使锂离子迁移数达到0.89，较传统液态电解液提高3倍以上。

制造工艺：全干法电极制备技术

创新开发的干法电极成型工艺彻底摒弃传统浆料涂布方式，采用冷等静压技术将活性物质与固态电解质直接复合，电极孔隙率控制在5%以内。该技术使正极面容量提升至8mAh/cm²，同时将电极制备能耗降低70%，为大规模工业化生产奠定基础。

产业化前景与挑战分析

尽管取得实验室阶段突破，产业化道路仍面临三大技术瓶颈：硫化物材料的大规模合成纯度控制、百微米级电解质薄膜的连续化生产、以及电池模块的热管理优化。目前研究团队已与宁德时代、比亚迪建立联合攻关小组，计划在2026年前建成首条百兆瓦时级示范产线。值得注意的是，该技术涉及的锗元素资源保障问题已引发产业链布局，五矿集团近期在云南发现的超大型锗矿将为产业发展提供关键支撑。

本次技术突破不仅使我国在全固态电池研发赛道占据先发优势，更将带动从矿产资源开发到终端产品应用的完整产业链升级。随着中试线建设加速，预计2028年可实现全固态锂电池商业化应用，届时将引发新能源汽车、智能电网、移动电子设备的全面技术革新，为我国实现双碳目标提供关键技术支持。-

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