在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，固態(tài)電池技術(shù)正成為推動(dòng)新能源汽車和儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵力量。《固態(tài)電池路線圖2035+》的發(fā)布，彰顯了全球科研界和產(chǎn)業(yè)界對固態(tài)電池技術(shù)的堅(jiān)定信心。當(dāng)前，多種技術(shù)路線齊頭并進(jìn)，其中硫化物固態(tài)電池憑借其卓越的性能表現(xiàn)，成為眾多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的重點(diǎn)攻關(guān)方向。

固態(tài)電解質(zhì)作為全固態(tài)電池的核心組件，其性能直接決定了電池的整體表現(xiàn)。目前，固態(tài)電解質(zhì)主要分為氧化物、硫化物和聚合物三大類。硫化物電解質(zhì)因其高室溫離子電導(dǎo)率和良好的機(jī)械延展性，被視為最具潛力的材料體系。然而，這類材料也面臨空氣穩(wěn)定性差、與電極界面兼容性不足等挑戰(zhàn)。為克服這些難題，科研人員通過Si??摻雜Li???P???Si?S?體系，顯著降低了活化能，提升了離子傳輸效率。同時(shí)，液相合成法的開發(fā)使得Li?S、Li?PS?等關(guān)鍵原料的制備更加高效，為大規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

界面穩(wěn)定性是制約硫化物固態(tài)電池商業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸。針對這一問題，研究團(tuán)隊(duì)提出了“應(yīng)變穩(wěn)定化理論”，通過系統(tǒng)加壓或材料限容的方式，有效拓寬了電解質(zhì)的電化學(xué)穩(wěn)定窗口。高通量計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，使得科研人員能夠從數(shù)萬種材料中快速篩選出適配的界面保護(hù)層材料。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，SiO?、MgF?等材料可顯著抑制界面副反應(yīng)，提升電池循環(huán)壽命。對于高鎳正極與硫化物電解質(zhì)的兼容性問題，體相摻S和表面硫化等策略被證明能夠有效構(gòu)建穩(wěn)定界面，滿足長循環(huán)需求。

在負(fù)極技術(shù)創(chuàng)新方面，液態(tài)鋰金屬負(fù)極憑借其良好的潤濕性和安全性，成為抑制鋰枝晶生長的有效方案，實(shí)現(xiàn)了近3000小時(shí)的長循環(huán)壽命。復(fù)合電解質(zhì)膜通過PEO與LPS的復(fù)合，原位生成穩(wěn)定的SEI層，不僅提升了界面穩(wěn)定性，還優(yōu)化了離子傳輸效率。含硅負(fù)極則通過納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和界面保護(hù)層構(gòu)建，有效緩解了體積膨脹問題，滿足了硫化物固態(tài)電池對高能量密度的需求。

熱穩(wěn)定性研究為硫化物固態(tài)電池的安全應(yīng)用提供了重要保障。科研人員建立了熱穩(wěn)定性參數(shù)Th及理論模型，能夠準(zhǔn)確預(yù)測摻雜元素對電解質(zhì)熱穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Cu、Si、Sn等元素的摻雜可有效提升分解溫度，增強(qiáng)電池的熱安全性。同時(shí)，真空系統(tǒng)與正極包覆技術(shù)的結(jié)合，有效抑制了界面熱反應(yīng)，降低了熱失控風(fēng)險(xiǎn)。

在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面，干法成膜和濕法涂布等技術(shù)的突破，使得大尺寸電解質(zhì)膜的批量制備成為可能。軟包電池的成功試制，驗(yàn)證了硫化物固態(tài)電池在高安全、寬溫區(qū)和高電壓等方面的優(yōu)勢。通過不同電極材料組合與電解質(zhì)分布模式的能量密度計(jì)算，科研人員為實(shí)際應(yīng)用提供了明確的目標(biāo)參數(shù)，推動(dòng)了固態(tài)電池技術(shù)向商業(yè)化落地邁進(jìn)。當(dāng)前，產(chǎn)學(xué)研各界的緊密合作正在加速材料體系與制備工藝的完善，為固態(tài)電池的規(guī)模化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。