固態(tài)電池之所以很難被應(yīng)用，根本原因就在于“界面”難題，界面的存在被業(yè)界公認(rèn)為固態(tài)電池商業(yè)化道路上最硬的骨頭。

我們可以把電池內(nèi)部的離子傳輸想象成在兩地之間通勤，現(xiàn)在的液態(tài)電池好比是開著車在液態(tài)電解質(zhì)這條“高速公路”上行駛，暢通無阻。

而現(xiàn)階段的固態(tài)電池則像是在兩條硬邦邦的固體電極與電解質(zhì)“石板路”上跳躍，接觸面還坑洼不平，阻力極大，自然效率低下，這個(gè)問題不解決，固態(tài)電池自然就是個(gè)擺設(shè)。

前幾天我就發(fā)了一篇介紹固態(tài)電池新發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容，中國(guó)科學(xué)家在固態(tài)鋰電池領(lǐng)域取得重大突破，這個(gè)發(fā)現(xiàn)是中科院金屬所提出的“一體化修路”方案。

中科院金屬直接造出了一種新材料，讓原來的兩條“石板路”在接頭處長(zhǎng)在了一起，變成了渾然一體的平坦大道，離子可以輕松通過。

沒想到內(nèi)容發(fā)出后，卻遭到了眾多網(wǎng)友的嘲諷，認(rèn)為這些技術(shù)都在實(shí)驗(yàn)室里面，每年都要拿出來炒作一波。

我想說的是，中國(guó)科學(xué)家在固態(tài)電池領(lǐng)域的突破，這次真不是炒作，而是實(shí)實(shí)在在拿出了新東西。

前幾天是中科院金屬所提供的聚合物柔性電池方案。

就是設(shè)計(jì)新型聚合物分子，在分子尺度實(shí)現(xiàn) “界面”一體化，從而解決“固-固界面”接觸不良，離子傳輸效率低的問題。

現(xiàn)在，中科院物理所也發(fā)表了新的研究成果。

一種“全固態(tài)金屬鋰電池”，通過在電解質(zhì)中引入碘離子，形成“富碘界面” 自動(dòng)填充縫隙。

而且這個(gè)固態(tài)電池新發(fā)現(xiàn)極具分量，已經(jīng)發(fā)表在了世界上最權(quán)威的學(xué)術(shù)期刊《自然》上，并且新華社等官媒已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)報(bào)道，足見這個(gè)研究成果有多偉大。

據(jù)報(bào)道，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心黃學(xué)杰研究員團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合華中科技大學(xué)張恒教授團(tuán)隊(duì)、中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所姚霞銀研究員團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)了新的解決方案。

研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，開發(fā)出一種陰離子調(diào)控技術(shù)。

他們?cè)诹蚧镫娊赓|(zhì)中引入了碘離子，這些碘離子在電池工作時(shí)會(huì)在電場(chǎng)作用下移動(dòng)至電極界面，形成一層富碘界面。

這層界面能夠主動(dòng)吸引鋰離子，像“自我修復(fù)”一樣自動(dòng)填充進(jìn)所有的縫隙和孔洞，從而讓電極和電解質(zhì)始終保持緊密貼合，使得界面接觸不再依賴外部加壓。

這個(gè)新的研究成果，一舉突破了全固態(tài)電池走向?qū)嵱玫淖畲蟆敖缑妗逼款i。

這項(xiàng)技術(shù)的精妙之處可以用一個(gè)形象的比喻來解釋：它就像一套“鐵砂掌”，能夠自動(dòng)尋找并填充每一個(gè)微小的空隙。

在電池循環(huán)過程中，電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的碘離子形成動(dòng)態(tài)自適應(yīng)界面，能夠始終維系界面緊密接觸并兼具離子傳輸能力。

與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了拓?fù)鋸?qiáng)化負(fù)極（TFA），體積變化率僅為金屬鋰負(fù)極的40%，耐受壓力范圍拓寬至0-50 MPa，這一結(jié)構(gòu)將表面鋰“沉積/剝離”過程變成沿親鋰骨架的鋰擴(kuò)散輸運(yùn)行為。

聯(lián)合這兩項(xiàng)技術(shù)，團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了零外壓全固態(tài)金屬鋰軟包電池穩(wěn)定循環(huán)，這在全固態(tài)電池領(lǐng)域堪稱里程碑式的突破。

而且經(jīng)測(cè)試，基于該技術(shù)制備出的原型電池在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下循環(huán)充放電數(shù)百次后，性能依然穩(wěn)定優(yōu)異，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有同類電池的水平。

研究團(tuán)隊(duì)特別強(qiáng)調(diào)，采用這項(xiàng)新技術(shù)未來可以做出能量密度超過500瓦時(shí)/千克的電池。

如此一來，電子設(shè)備的續(xù)航時(shí)間有望提升至少兩倍以上。

這次中國(guó)科學(xué)院兩家研究所幾乎同時(shí)發(fā)布的固態(tài)電池突破性進(jìn)展，我認(rèn)為絕非偶然，它清晰地展示了中國(guó)在固態(tài)電池這一戰(zhàn)略新興領(lǐng)域 “多點(diǎn)布局、并行研發(fā)” 的系統(tǒng)性策略。

這就像是攀登同一座技術(shù)高峰，不同的團(tuán)隊(duì)選擇了不同的路徑。

金屬所專注于聚合物電解質(zhì)路徑，致力于讓電池變得更柔韌、更高能；而物理所聯(lián)合團(tuán)隊(duì)則攻堅(jiān)全固態(tài)金屬鋰體系，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)極致安全與高性能。

毫無疑問，這種多路徑的探索方向，必將極大地提升我們最終攻克全固態(tài)電池的可能性，從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)，或許固態(tài)電池的到來真的不會(huì)太遠(yuǎn)了！