我國(guó)在固態(tài)電池領(lǐng)域連續(xù)取得突破 碘離子“魔術(shù)”引領(lǐng)革新！中國(guó)科學(xué)院物理研究所的科研人員在將碘離子注入硫化物電解質(zhì)時(shí)，無(wú)意間改寫了能源存儲(chǔ)的歷史。10月7日，《自然·可持續(xù)發(fā)展》和《先進(jìn)材料》同時(shí)刊發(fā)的研究成果表明：全固態(tài)金屬鋰電池的關(guān)鍵難題被攻克——無(wú)需外部加壓，電極與電解質(zhì)界面實(shí)現(xiàn)自修復(fù)式緊密貼合。這一突破標(biāo)志著中國(guó)在下一代儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的戰(zhàn)略跨越。當(dāng)全球車企還在為固態(tài)電池的量產(chǎn)時(shí)間表爭(zhēng)論不休時(shí)，中國(guó)團(tuán)隊(duì)用數(shù)百次穩(wěn)定循環(huán)的原型電池，給出了有力的答案。

全固態(tài)金屬鋰電池因其能量密度是傳統(tǒng)鋰離子電池的三倍以上，并且從根本上解決了電解液燃爆風(fēng)險(xiǎn)而被譽(yù)為“儲(chǔ)能圣杯”。然而，固態(tài)電解質(zhì)與金屬鋰電極的界面接觸問(wèn)題一直困擾著業(yè)界。傳統(tǒng)硫化物固態(tài)電池中，電解質(zhì)與鋰電極之間存在大量微米級(jí)孔隙，導(dǎo)致需要給電池加裝厚重的加壓裝置，從而降低能量密度。日本豐田2020年發(fā)布的固態(tài)電池原型機(jī)就因這個(gè)問(wèn)題被迫增大體積，商業(yè)化進(jìn)程受阻。未優(yōu)化的界面接觸會(huì)使電池循環(huán)壽命縮短至50次以下，且界面阻抗導(dǎo)致充放電效率下降40%。這些孔隙還可能成為鋰枝晶生長(zhǎng)的溫床，引發(fā)內(nèi)部短路。因此，盡管固態(tài)電池概念提出已30年，全球至今沒(méi)有一款真正意義上的量產(chǎn)產(chǎn)品。

黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)的突破在于引入了碘離子作為“智能修復(fù)劑”。在電場(chǎng)作用下，碘離子會(huì)向鋰電極遷移，在界面處形成一層厚度約10納米的富碘中間相。這層界面具有“親鋰性”，能夠主動(dòng)吸附鋰離子并填充所有微米級(jí)縫隙。實(shí)驗(yàn)顯微鏡下可以看到，原本布滿孔洞的界面在通電30分鐘后實(shí)現(xiàn)98%以上的緊密貼合。這種富碘界面還能隨電極體積變化實(shí)時(shí)調(diào)整，始終保持緊密貼合，徹底擺脫了對(duì)外部設(shè)備的依賴。

基于該技術(shù)的原型電池在25℃常溫下以1C倍率循環(huán)300次后，容量保持率仍達(dá)87%，遠(yuǎn)超日本松下同類電池（150次循環(huán)容量保持率70%）和美國(guó)QuantumScape的100次循環(huán)數(shù)據(jù)。此外，該電池的體積能量密度達(dá)到420Wh/L，比當(dāng)前特斯拉4680電池高出56%。即使在-20℃低溫環(huán)境下，該電池仍能保持75%的容量輸出，解決了傳統(tǒng)固態(tài)電池低溫性能差的問(wèn)題。這意味著如果將其應(yīng)用于電動(dòng)車，續(xù)航里程突破1000公里將成為常態(tài)，且在-30℃極寒天氣下無(wú)需預(yù)熱即可啟動(dòng)。

這項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化潛力巨大。寧德時(shí)代已與黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)達(dá)成合作，計(jì)劃在2026年建成第一條中試生產(chǎn)線；比亞迪的新一代“麒麟電池”也將預(yù)留固態(tài)電解質(zhì)接口。在儲(chǔ)能領(lǐng)域，采用全固態(tài)電池的儲(chǔ)能電站能量轉(zhuǎn)換效率可提升至92%以上，度電成本下降0.15元，有助于降低棄電率。這場(chǎng)突破得益于中國(guó)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的持續(xù)投入和跨學(xué)科協(xié)作。數(shù)據(jù)顯示，2024年中國(guó)在固態(tài)電池領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量占全球62%，擁有全球最完整的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈。這項(xiàng)誕生于中國(guó)實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)正在將固態(tài)電池從概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，或許用不了5年，你就能駕駛著續(xù)航1500公里的電動(dòng)車，在極寒天氣中輕松啟動(dòng)。