深圳商报·读创客户端记者 刘娥
电解质和锂电极之间难以紧密接触，多年来一直是困扰全固态金属锂电池发展的技术难题。如今，这一难题有了解决方案，解题者是中国科学院物理研究所研究员黄学杰研究员领导的联合团队。
该团队突破性地提出阴离子调控技术——一种被比喻为“特殊胶水”的碘离子调控界面修复术，让全固态金属锂电池从实验室走向产业化迈出了决定性一步。相关研究成果已于10月7日发表在国际学术期刊《自然-可持续发展》上。
近日，在2025年先进电池产业集群论坛上，黄学杰接受了深圳商报·读创客户端记者的采访，讲述了这一技术突破背后的故事。
“特殊胶水”破解固态电池的“陶瓷与橡皮泥”难题
全固态金属锂电池被誉为下一代储能技术的“圣杯”，但其产业化进程始终卡在一道物理学难题上：坚硬的固态电解质（如陶瓷）与柔软金属锂电极（如橡皮泥）之间难以紧密贴合，界面孔隙会导致电池效率骤降甚至短路。传统解决方案是用外部设备持续施加大压力，但治标不治本。
黄学杰团队另辟蹊径，从材料化学的本质寻找答案。“我们通过调整电解质材料中的化学元素，用新机制解决界面问题。”他解释道。硫化物固体电解质几乎是百分之百的锂离子导体，人们普遍认为纯锂离子导电是固体电解质相较于液体电解质的明显优势之一，团队反其道而行，在电解质中引入可部分承担电荷输运的碘阴离子，其在电池工作时随电场移动至电解质负极侧界面层，主动吸附锂离子填充微孔裂缝。这种动态自适应界面技术，让电解质与电极实现“自修复”式紧密接触，无需外部压力也能保障电池稳定工作，同时避免了锂枝晶形成造成电池短路的风险。
经测试，基于该技术制备出的原型电池经历数百次循环充放电后，性能依然稳定，远超现有同类电池水平。据介绍，这种新设计不仅制造更简单、用料更省，还能让电池更耐用，未来有望为人形机器人、电动航空、电动汽车等领域带来更安全高效的能源解决方案。
该技术发表于《自然-可持续发展》后，被国际同行评价为“解决全固态电池商业化关键瓶颈的决定性一步”。美国马里兰大学教授、固态电池专家王春生评价，该研究解决了制约全固态电池商业化的关键瓶颈问题，为实现其实用化迈出了决定性一步。
黄学杰坦言，这一突破得益于30多年的技术积累：“1980年代末我研发固态锂电池时曾感到山穷水尽，如今材料科学与实验条件成熟到一定程度，曾经的理想才有机会走近现实。”
从实验室到产业化，全链条创新的“湾区实践”
黄学杰担任松山湖材料实验室副主任时，格外重视解决创新技术商业化落地的“最后一公里”问题。他阐释了松山湖从科研成果到商业化落地的全链条创新模式：“材料实验室负责攻克新技术产品化关键技术难题，企业承接过去做量产，由用户验证性能，最终借道湾区产业生态快速推向市场。”
实验室聚焦两类工作：一是开展 “0到1” 的前沿研究，二是筛选有产业化前景的技术成果，建立中试平台攻克产业化技术难题。如锂电材料团队研发的胶体电池技术，适应了储能电池长寿命需求，已由多个电池企业量产，应用于电网储能系统。
他认为，当前固态电池正处于产品发展的关键阶段：“固液态电池已进入产业化，全固态电池未来三五年将突破产业化系列技术难关，而大规模商业化还需十年耕耘。”
未来趋势：固态电池将重塑能源格局
在黄学杰看来，粤港澳大湾区是新材料产业的全球高地。“这里有雄厚的制造业基础、广阔的市场需求，以及像深圳这样充满活力的创新城市。”他列举了贝特瑞、德方纳米等一批从湾区崛起的电池材料细分领域龙头，指出中国已从昔日的“技术追随者”转变为部分关键材料的“定义者”。
黄学杰提到，他们优先选择在湾区具备转化潜力的项目：“这里既有活跃的资本支持，也有广阔的应用场景，更有敢闯敢试的企业家群体和人才储备。”
展望未来，黄学杰坚信固态电池将重塑能源格局：“电动汽车、人形机器人、电动航空等领域亟待更安全高效的电池，这正是我们的机遇。”
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