全固態電池作為下一代儲能技術的有力候選者，憑借其高安全性和高能量密度的潛力，一直備受科研界和產業界的關注。然而，固態電解質與電極之間的接觸難題，長期制約著其從實驗室走向實際應用。近日，中國科學技術大學馬騁教授團隊在這一領域取得關鍵突破，為全固態電池的實用化進程開辟了新路徑。
傳統全固態電池技術中，固態電解質與電極的接觸依賴極高的外部壓力維持。現有方案通常需要施加幾十至上百兆帕的壓力，才能確保電池循環過程中兩者保持良好接觸。但這一要求在電動汽車、消費電子等實際場景中難以實現，成為產業化進程中的核心障礙。馬騁教授團隊通過材料創新，針對性地解決了這一難題。
團隊研發的新型固態電解質材料——鋰鋯鋁氯氧（1.4Li?O-0.75ZrCl?-0.25AlCl?），憑借其獨特的力學性能脫穎而出。研究數據顯示，該材料的楊氏模量不足主流硫化物固態電解質的25%，硬度更是低于后者的10%。這意味著在較低壓力下，鋰鋯鋁氯氧即可發生顯著變形，從而與電極材料形成緊密且穩定的接觸。同時，其粉末狀形態避免了凝膠材料過度流動的問題，可兼容輥壓等規模化生產工藝，為大規模制造奠定了基礎。
電化學性能方面，鋰鋯鋁氯氧同樣表現優異。其離子電導率超過2毫西門子每厘米，顯著高于實際應用所需的1毫西門子每厘米門檻。這一特性直接提升了電池的充放電效率。實驗表明，采用該電解質的全固態電池，在5兆帕的外部壓力下，與高鎳含量（92%）的三元正極材料組裝后，可實現數百次穩定循環。這一壓力值較傳統方案降低了數十倍，為實際應用提供了可行性。
成本優勢是該材料的另一大亮點。研究指出，鋰鋯鋁氯氧的原材料不含地殼中豐度較低的昂貴元素，其成本估算僅為當前主流硫化物固態電解質的5%以下。這一特性顯著降低了全固態電池的制造成本，為其商業化應用提供了重要支撐。
該成果已發表于國際權威期刊《自然·通訊》，并獲得同行高度評價。審稿人認為，這一發現為全固態電池領域貢獻了重要方案，所提出的方法有望推動實驗室研究向大規模應用轉化。隨著技術的進一步優化，全固態電池或將在不久的將來重塑儲能技術格局。
