中科院物理所團(tuán)隊(duì)研發(fā)的硫化物固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)重大突破！研究團(tuán)隊(duì)提出的“動(dòng)態(tài)自適應(yīng)界面”技術(shù)，把電池比能量提升到500 Wh/kg以上，更關(guān)鍵的是擺脫了必須靠外部高壓設(shè)備來(lái)“夾緊”界面的老問(wèn)題，這一步可以說(shuō)是從實(shí)驗(yàn)室走向商用的關(guān)鍵拐點(diǎn)。

為什么這事如此重要？

大家都知道，固態(tài)電池理論上比鋰離子電池更安全、更高能量密度，但現(xiàn)實(shí)里最大的問(wèn)題就是陽(yáng)極和固體電解質(zhì)之間不聽(tīng)話。

工作一段時(shí)間后，界面就容易出現(xiàn)細(xì)小孔隙，像鞋底開(kāi)裂一樣，既讓性能快速衰減，又埋下安全隱患。過(guò)去的辦法是上笨重的外壓設(shè)備，硬把電池“壓住”，但這種方案又貴又不適合裝進(jìn)車(chē)或者小型設(shè)備里。

中科院這次的思路挺巧妙。他們?cè)陔娊赓|(zhì)里預(yù)置碘離子，電池運(yùn)行時(shí)，電場(chǎng)會(huì)把碘離子“趕”到陽(yáng)極一側(cè)，形成一個(gè)富碘層。

這個(gè)層能吸引鋰離子去填補(bǔ)孔隙，就像工人邊施工邊自動(dòng)補(bǔ)磚縫，電池界面實(shí)現(xiàn)了自我修復(fù)。這樣即便在低外壓條件下，也能保持穩(wěn)定的電化學(xué)接觸。

從數(shù)字看，這項(xiàng)成果的分量不小。比能量500 Wh/kg是什么概念？

現(xiàn)在主流的鋰電池大概在250左右，也就是說(shuō)同樣重量，新電池能量翻倍。放到電動(dòng)車(chē)上就是更長(zhǎng)的續(xù)航、更快的充電；

放到機(jī)器人或者電動(dòng)飛機(jī)上，則可能是能不能起飛、能不能持續(xù)工作的關(guān)鍵。更重要的是，測(cè)試顯示這種電池在經(jīng)歷幾百次循環(huán)后性能依舊穩(wěn)定，這就打破了固態(tài)電池“充幾次就衰”的老毛病。

產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展機(jī)遇

當(dāng)然，科研突破是一回事，產(chǎn)業(yè)化又是另一回事。

實(shí)驗(yàn)室能做出幾片電池，但要把工藝標(biāo)準(zhǔn)化，做到大規(guī)模生產(chǎn)，每一片都一致，這里面還有很多工程挑戰(zhàn)。碘離子能否長(zhǎng)期穩(wěn)定分布、在批量生產(chǎn)時(shí)還能保持可控遷移，都是要攻關(guān)的地方。

再加上成本問(wèn)題，雖然研究團(tuán)隊(duì)說(shuō)不會(huì)明顯增加，但材料供應(yīng)鏈、長(zhǎng)期安全性測(cè)試都需要時(shí)間。

安全這關(guān)尤其重要。固態(tài)電池本來(lái)比液態(tài)電解質(zhì)更安全，但加了碘離子以后，還得驗(yàn)證極端情況下的表現(xiàn)，比如高低溫、撞擊、過(guò)充過(guò)放。畢竟電動(dòng)車(chē)裝的電池要經(jīng)得起冬天零下幾十度和夏天暴曬的考驗(yàn)。

有意思的是，中科院金屬所還在走另一條路：開(kāi)發(fā)一體化聚合物材料，把離子傳輸和儲(chǔ)存功能合二為一，解決高界面阻抗和低傳輸效率的問(wèn)題。這意味著中國(guó)不是押寶一條路徑，而是多線并進(jìn)，系統(tǒng)性地推進(jìn)固態(tài)電池。

這項(xiàng)研究也被國(guó)際專家高度評(píng)價(jià)。馬里蘭大學(xué)的王春生教授就說(shuō)，這種自適應(yīng)界面的概念不只對(duì)鋰有意義，鈉電池、鉀電池都能借鑒，未來(lái)可能成為一個(gè)通用藍(lán)本。這意味著中國(guó)的技術(shù)創(chuàng)新有機(jī)會(huì)在未來(lái)幾代電池中占據(jù)先手，而不僅僅是跟隨。

從產(chǎn)業(yè)鏈的角度看，固態(tài)電池成熟會(huì)帶來(lái)一次洗牌。上游做電解質(zhì)、隔膜的廠商要轉(zhuǎn)型，下游車(chē)企、儲(chǔ)能廠商則能拿到性能更強(qiáng)的核心部件。這種重構(gòu)可能給中國(guó)制造業(yè)開(kāi)出一個(gè)新窗口。國(guó)際上，日韓和歐洲企業(yè)在鋰電池領(lǐng)域長(zhǎng)期占據(jù)領(lǐng)先，但中國(guó)在固態(tài)電池上的原創(chuàng)突破，正在縮短甚至反超差距。

這次突破的價(jià)值不只是技術(shù)指標(biāo)漂亮，而是它解決了最關(guān)鍵的“界面頑疾”，讓固態(tài)電池從“被動(dòng)依賴外壓”變成了“主動(dòng)自修復(fù)”。

這意味著固態(tài)電池的技術(shù)路線更清晰了。只是要真正上車(chē)、進(jìn)工廠，還得跨過(guò)工藝、成本和安全這三座大山。樂(lè)觀來(lái)看，5—10年是比較合理的時(shí)間窗口。