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我国在固态电池领域连续取得突破 碘离子“魔术”引领革新

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2025-10-14 09:30:58  科技小汪

我国在固态电池领域连续取得突破 碘离子“魔术”引领革新！中国科学院物理研究所的科研人员在将碘离子注入硫化物电解质时，无意间改写了能源存储的历史。10月7日，《自然·可持续发展》和《先进材料》同时刊发的研究成果表明：全固态金属锂电池的关键难题被攻克——无需外部加压，电极与电解质界面实现自修复式紧密贴合。这一突破标志着中国在下一代储能技术领域实现了从跟跑到领跑的战略跨越。当全球车企还在为固态电池的量产时间表争论不休时，中国团队用数百次稳定循环的原型电池，给出了有力的答案。

全固态金属锂电池因其能量密度是传统锂离子电池的三倍以上，并且从根本上解决了电解液燃爆风险而被誉为“储能圣杯”。然而，固态电解质与金属锂电极的界面接触问题一直困扰着业界。传统硫化物固态电池中，电解质与锂电极之间存在大量微米级孔隙，导致需要给电池加装厚重的加压装置，从而降低能量密度。日本丰田2020年发布的固态电池原型机就因这个问题被迫增大体积，商业化进程受阻。未优化的界面接触会使电池循环寿命缩短至50次以下，且界面阻抗导致充放电效率下降40%。这些孔隙还可能成为锂枝晶生长的温床，引发内部短路。因此，尽管固态电池概念提出已30年，全球至今没有一款真正意义上的量产产品。

黄学杰团队的突破在于引入了碘离子作为“智能修复剂”。在电场作用下，碘离子会向锂电极迁移，在界面处形成一层厚度约10纳米的富碘中间相。这层界面具有“亲锂性”，能够主动吸附锂离子并填充所有微米级缝隙。实验显微镜下可以看到，原本布满孔洞的界面在通电30分钟后实现98%以上的紧密贴合。这种富碘界面还能随电极体积变化实时调整，始终保持紧密贴合，彻底摆脱了对外部设备的依赖。

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