勇闯无人区！勇闯这支团队解锁全固态锂电起先景

 

“比能量倍增的无人网全固态金属锂电池”研究团队分化电化学数据。化学所供图

■本报记者 袁一雪

电化学储能技能不单关乎国度动力安然
，区支全固也决意着新动力财富的团队态锂晋级迭代，具有极高的解锁旧事计策价值和宏除夜的展开潜力
。液态锂离子电池作为往后储能局限的电起中坚实力 ，面对两除夜瓶颈——能量密度已接近幻想极限，先景同时有电机解液存在安然隐患 。科学以固体电解质更调有电机解液的勇闯全固态锂电池有看打破这一困局。

为了抢占下一代储能技能制高点，无人网中国科学院灵敏行动
。区支全固由中国科学院与财务部连络建议的团队态锂“晃荡支撑根本研究局限青年团队筹算”（以下简称“青年团队筹算”）于2022年将“比能量倍增的全固态金属锂电池”这一课题纳进年度科学问题清单
，面向全院青年科研团队开放申报 。解锁旧事“比能量”即能量密度 ，电起“比能量倍增”意味着齐截分量或体积下，先景电池的储电身手汲引一倍以上。

仰仗十余年深耕储能局限的前瞻筹划与结壮沉淀，中国科学院化学研究所（以下简称化学所）研究员郭玉国带领的青年团队成功“揭榜”。他们从电化学储能的根本科学与关头技能进手，经由过程优化高容量正负极材料、立异界面调控编制
、展开原位表征技能，成功研制出比能量倍增的全固态锂电池原型。

面向国度需求锚定根本研究

这支年青部队从“青年团队筹算”遴选过程中崭露头角并不是有时
，而是经久潜心研究 、延续迭代技能 、深耕底层立异的下场
。

早在2004年至2007年于德国马克斯·普朗克学会从事博士后研究时代 ，郭玉国就活络察觉到全球动力格式标深切改削，并熟谙到电化学储能技能的次要计策意义  。

2007年，郭玉国粹成归国，依托中国科学院艰深深挚的根本研究底蕴与高端科研平台优势 ，在化学所牵头组建科研团队 ，研究标的方针精准锁定具有无缺自立常识产权的锂离子电池，和下一代全固态电化学储能前沿技能。

此后十余年，他们掉落踪掉落踪了一系列次要盼看：提出“纳米三维导电群集”筹划电极材料筹划事理
，创作创造“纳米限域”电化学储能效应
，提出原位固态化技能 ，研制出非对称多层筹划复合固体电解质膜材料……

可是，全固态电池局限最除夜的“拦路虎”——固-固界面干戈与离子电导相干问题不时未能措置。

2021年 ，“青年团队筹算”启动 ，旨在试探契合根本研究规律的科研治理新编制与人才培养新机制  ，遴选真实晃荡支撑一批青年人才及团队，对准根本前沿科学问题大胆试探立异 ，培养具有国际竞争力的科技人才后备军
。

每年在奉行“青年团队筹算”时，中国科学院主管部分都要会同智库、科学家，旋绕国度计策需乞降科学前沿重除夜问题，凝练并宣布“年度科学问题清单”。2022年
，看到清单上的“比能量倍增的全固态金属锂电池”课题，郭玉国当即申报
。经由多轮遴选后，团队仰仗在这一局限的多年深耕和跨学科人才优势崭露头角
。此后，在中国科学院主管部分的支撑调和下，团队筹划进一步优化，集聚化学所 ，中国科学院物理研究所、长春独霸化学研究所、除夜连化学物理研究所等多家单位精细科研实力，由郭玉国“挂帅”，组建起一支平均岁数不超出36岁的高层次跨学科交错研究部队，正式向比能量倍增的全固态金属锂电池研发过程中绕不开的“拦路虎”建议挑衅
。

“全固态锂电池一旦研制成功，不单能完成安然性的质的奔驰，更有看使能量密度翻倍
。这将是储能局限的一场反动，有看为国度动力安然和相干财富展开供给次要技能支撑。”郭玉国说 。

晃荡支撑是根本研究包抄的刚烈担保

固-固界面干戈与离子电导窘蹙问题之所以被称为“拦路虎”，是因为在传统液态锂离子电池中 ，液态电解液可以贯穿连接电极与电解质的严密干戈
，离子传输疏浚无阻，但在全固态锂电池中，固态电解质与固态电极似乎两块砖头叠放在一同，非论工艺若何优化 ，微不美不雅不雅不雅不雅不雅不雅层面不竭存在除夜量裂缝。更宏壮的是，这一困境并不是静态，而是随时分静态恶化。

“在充放电轮回中 ，电极材料的体积膨胀与膨胀延续扯破界面
，招致干戈不竭劣化
 。锂金属负极与固体电解质之间的界面易生成孔洞 ，且随轮回举办而慢慢扩除夜
，幻想下场激起界面干戈损掉落踪落效和功用疾速衰减。”化学所研究员辛森诠释说。

以往业界普及采取内部加压计策措置固-固界面干戈问题，这带来了工程化独霸的宏除夜遏制
。宏壮的加压筹划不单添加成本
，带来安然风险 ，还限制了电池的独霸处景 。

“仅是试探最根本的电池组装工艺 ，团队就花了整整几个月时分，才末尾创建起可几回的考验考验工艺流程。”化学所副研究员孟庆海回想道 。

在低外压运转的严苛请求下 ，措置界面问题要宏壮良多 。那段时分
，全数团队今夜达旦地对基底缓冲拓扑筹划举办筹划与考验考验
，引进弹性、塑性、柔性原料 ，构建三维筹划，甚至考验考验刚性束厄狭隘。可是，罕有次考验考验得出的下场却不精细绝伦
。

“在一次有时的数据分化中
，我们创作创造，可以经由过程极端精细的筹划调控，让界面贯穿连接一种‘共形’外形  。在这个外形下，电极和固体电解质不再是‘石友’，而是产生发火了深度的彼此感染。”化学所副研究员张娟说。

全新试探之路上机会与风险并存 ，而踏进科研立异的“无人区”意味着前路标的方针还没有定论 。“青年团队筹算”恰是支撑这场未知试探最波动的底气。该筹算面向深耕根本研究的青年科研团队 ，供给为期5年 、延续晃荡的强力搀扶 ，承诺立异试探过程中的试错与损掉落踪落败
，确保科研团队专注科学问题
，潜心展开科研工作。

得益于“青年团队筹算”的晃荡支撑，郭玉国带领团队大胆试探 ，在多个关头环节均掉落踪掉落踪琐细性打破 。他们成功创制了多机制协同的复合正/负材料 。其内部储能单位如“精细齿轮”般耦合联动，较着汲引了电极比容量 。同时
，他们基于高通量筹算 ，研制出新型固态电解质，建筑起一条“离子高速公路”，兼具高离子电导率、柔性贴称身手及出色晃荡性 。此外，经由过程搭建原位表征平台，他们完成了对电极-电解质界面的“及时CT”扫描，精准揭穿损掉落踪落效机制，有的放矢地措置问题
。

晃荡支撑是立异路上的“压舱石”

在郭玉国看来，根本研究是一场在“无人区”里的长途跋涉，没有捷径可走。“全固态锂电池的研究不是复杂的线性堆集
，每次配方微调、每版模具更始、每轮工艺重构 ，都在为幻想下场的功用跃迁蕴躲储存实力。”

回想回想攻关过程 ，郭玉国坦言：“没有‘青年团队筹算’延续、晃荡 、富有远见的支撑  ，我们很难在这条路上走得远 、走得稳。‘青年团队筹算’和中国科学院给以的支撑，是全固态锂电池研究可以走到往日的关头‘压舱石’。”

恰是基于这些支撑
，团队建成了国际第一套电池原位充放电X射线光电子能谱琐细和首个针对全固态电池的遨游飞翔时分二次离子质谱原位表征平台 。同时 ，化学所还具有国际抢先的电-力-热多模态分化表征平台，400/600兆固体核磁 、600兆静态核极化固体核磁等高端设备 ，极除夜膨胀了考验考验回响周期 
，将本来需求数周甚至数月才调完成的微不美不雅不雅不雅不雅不雅不雅筹划分析膨胀到几天 。

从对固-固界面艰苦的试探到创作创造多机制储锂新效应，再到构建无缺的材料琐细和技能线路，仰仗一系列原创性下场，这支年青的科研团队在2024年获批中国科学院根本与交错前沿科研先导专项 。中国科学院为精细青年团队供给“无缝邻接”的支撑 ，使他们能进一步聚焦财富化过程中的关头科学问题 。

郭玉国展示：“有了先导专项的支撑，我们更有决意决意决意决计将这条立异之路走幻想下场 ，完成财富独霸。”

如今 ，这支布满活力的团队吸引了愈来愈多的青年科研人员介入 。作为团队担当人 ，郭玉国毫无保管地将科研心得传递给年青一代：“科研之路历来不是一看无边 ，根本研究出格如斯。要想做好根本研究，要有‘选对标的方针 ，甘于伶丁’的计策定力 ，不追抢手 ，甘坐‘冷板凳’；要有‘勇于质疑 ，善于交错’的立异思惟，在学科迟滞融合中寻觅打破口；更要有‘作古守诚信，气度家国’的初心
，将小我让步融进国度生前程程
。这份作古守，是比技能下场愈加忧伤的财富
。”

他同时朴实：“正如辩证唯物主义所揭穿的那样，未知恰盛情味其实足皆有大年夜大年夜约 。恰是因为实足都是空白，才值得做  ，才居心思，才会真正有科学创作创造 。”

如今，团队斥地的高容量硅基负极材料已完成千吨级产能 ，产品功用处于国际行进晚辈程度，并成功独霸于电池局限头部企业。将来，比能量倍增的全固态锂电池或将让电动汽车无缺脱节“里程焦炙”。

如今 ，全固态锂电池这座“高楼”正在拔地而起，最波动的地基恰是对电化学事理的深切邃晓与延续多年的根本研究。这支在科研“无人区”跋涉多年的团队，用行动印证了真实的立特别很是常出世于对根柢问题标经久凝睇与伶丁作古守。这段让全固态锂电池从考验考验室走向坦荡宽大年夜大年夜奔放宽除夜广大年夜奔放六合的征程，则映照出一条由根本研究展就 、通往将来的必定之路 ，它不追一一时之光 ，却能点亮照射将来的灯塔
。

《中国科学报》(2026-06-04 第1版 要闻)  出格声明：本文转载仅仅是出于撒播信息的需求，真实不虞味着代表本网站不雅不雅不雅不雅不雅不雅不美不雅不雅不雅不雅念或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或小我从本网站转载独霸，须保管本网站注明的“本源”，并自卑大年夜大年夜大年夜版权等功令义务；作者假定不盼看被转载或联络转载稿费等义务 ，请与我们联络。