告别“天价”固态电解质 中国科大攻克全固态电池低成本路线关键瓶颈
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本报讯 7月2日，记者从中国科学技术大学获悉，该校马骋教授团队在国际权威期刊《美国化学会志》发表研究成果，破解了低成本锆基氧氯化物固态电解质与金属锂负极不相容的难题，从而使全固态电池中固态电解质的成本降低到22.73美元每度电，不到传统硫化物路线的十二分之一。
全固态电池被视为下一代动力电池的核心方向。目前备受关注的硫化物路线虽然性能突出，却面临三重现实制约：成本远高于市场准入门槛，固态电解质易燃，且核心专利已被海外企业布局。相比之下，马骋团队近年开发的锆基氧氯化物不依赖昂贵原材料、不含低地壳丰度元素、材料不可燃，被业界认为具备极大的低成本应用潜力；而且，该路线核心专利自主可控，风险远低于硫化物路线。
然而，这条低成本路线此前长期卡在金属锂负极上。金属锂还原性极强，一旦与锆基氧氯化物直接接触，会还原其中的锆离子，生成能传导电子的锆基金属，导致界面反应不断向内部推进。业内通行做法是在两者之间增设一层硫化物作隔离——这意味着低成本路线走到负极一侧，仍然绕不开硫化物的身影。
马骋团队提出“非金属阳离子掺入策略”，在锆基氧氯化物中引入非金属阳离子，使其与金属锂反应后的产物中，电子绝缘的非金属化合物体积比大幅增加，从而将少量导电产物分隔为孤立颗粒，无法形成电子的连续传输通道，成功抑制了进一步的还原反应。
实验数据验证了这一路径的有效性：采用该方案的固态电解质，在锂对称电池中稳定循环达到5000小时；搭配五矿新能提供的工业级9系高镍三元正极和金属锂负极的全固态电池，在80%容量保持率下实现了170次稳定循环，而换用锂硅合金负极后，则实现了1312次稳定循环。
更关键的是，由于彻底摆脱了对“天价”硫化物固态电解质的依赖，锆基氧氯化物全固态电池中固态电解质成本仅22.73美元每度电，而硫化物全固态电池中固态电解质成本则高达280.47美元每度电，两者相差超12倍。
从实验室到大规模产业化，这条路线仍需面对放大制备、工艺适配和良率控制等工程验证。尽管锆基氧氯化物全固态电池目前仍处于实验室阶段，但它在成本、安全和知识产权自主性上的独特优势为后续的工程化攻坚提供了明确的价值锚点，为全固态电池提供了一个性能不妥协、成本有优势、专利能自主的技术路线。
(来源：合肥晚报 合肥晚报-合新闻记者 王书浒 周文丽 刘畅)
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