中科院物理研究所吴凡团队近日发布的《全固态电池技术研究进展》报告，为固态电池领域描绘了一幅从基础研究到产业化的完整图景。该研究以"一条主线、两大瓶颈、三大技术路径、四大创新突破"为核心框架，系统梳理了固态电池技术发展的关键脉络。
在技术路线规划方面，报告提出2025至2035年将形成四条并行发展路径：锂负极-氧化物电解质、锂负极-硫化物电解质、硅负极-硫化物电解质及锂负极-聚合物电解质体系。工艺创新上，湿法浆料涂布与干法无溶剂成膜形成双轨制，其中干法技术因成本降低40%且无溶剂排放优势，被视为产业化突破的关键。德国弗劳恩霍夫协会的预测数据显示，固态电池能量密度将呈现阶梯式提升：2025年达360Wh/kg，2030年突破450Wh/kg，2035年冲击500Wh/kg以上。
硫化物电解质体系成为研究焦点。该材料室温离子电导率达5.8mS/cm，接近液态电解液水平，且可通过冷压实现致密成型。针对其易与水分反应生成硫化氢、与高电压正极存在界面副反应等缺陷，研究团队开发出公斤级硫银锗矿型电解质制备工艺，电子电导率控制在10⁻¹⁰ S/cm量级。特别值得关注的是"应变稳定化理论"的创新应用，通过构建核壳结构正极材料，将电化学稳定窗口从1.7-2.1V拓宽至0.7-3.1V，500次循环后容量保持率从39.4%提升至87%。
负极技术创新带来颠覆性突破。团队提出的液态锂金属负极方案，将金属锂溶解于联苯-二甲醚溶液形成室温液态体系，彻底解决锂枝晶问题。测试数据显示，该体系临界电流密度达17.78mA/cm²，是传统固态锂金属电池的3倍，循环寿命接近3000小时。与硫化物电解质匹配后，电池在-20℃至50℃宽温域内稳定工作，30℃下库仑效率达99.7%，能量效率超过96%。
热失控防控研究取得重要进展。通过建立Th理论模型，研究人员发现铜、硅等元素掺杂可将硫化锂分解温度从400℃提升至500℃。真空系统和吸附剂的联合应用，可有效去除分解产生的挥发性硫氧化合物。表面包覆技术则使界面热反应强度降低60%，为电池系统热管理提供了新思路。在产业化工艺方面，粉末喷涂技术通过静电沉积实现活性物质占比90%的膜层制备，粘结剂原纤化技术使电解质膜延展性提升3倍，400次循环后容量保持率超80%。
能量密度计算模型显示，采用90%活性物质配比和10微米超薄电解质的硫化物全固态电池，理论能量密度可达600Wh/kg以上。但报告同时指出，干法制膜均匀性、界面接触压力维持等工程挑战仍需突破。在产业化推进方面，天目湖先进储能技术研究院已建成小规模生产线，试制的软包电池在针刺、剪切等极端测试中无明火，湿度暴露后仍保持4V级电压，展现出优异的安全性。目前该技术已与宁德时代、卫蓝新能源等企业开展合作，标志着技术转化进入关键阶段。
