郑州大学武现丽教授及中山大学孟跃中教授团队:固态锂电池电解质研究进展与产业化现状 | MDPI Nanomaterials

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全固态锂电池发展路线图

电解质性能雷达图

当固态电解质与电极接触时，界面的物理化学不稳定性是阻碍量产的最大拦路虎。纳米级的界面工程是解决这一问题的核心手段。

• 物理接触失效：充放电过程中，电极材料发生体积膨胀或收缩，导致刚性电解质与电极分离，离子传输通道中断 。

• 化学副反应：硫化物电解质易与氧化物正极发生空间电荷层效应，显著增加阻抗；聚合物电解质在高电压下易被氧化分解 。

• 纳米防御策略：文章重点讨论了利用原子层沉积等技术在电极表面包覆纳米级缓冲层。这层纳米薄膜既能阻隔副反应，又能改善界面润湿性，是实现长循环寿命的关键。此外，构建人工固体电解质界面膜也是抑制锂枝晶生长的重要纳米策略。

全球固态电池研发已形成三大阵营，各方依据技术积淀与产业链基础，选择了不同的量产路径。

• 日韩阵营：

日韩企业在硫化物领域专利布局深厚。该阵营利用硫化物的高离子导电优势，直接攻坚全固态电池，试图通过高性能产品占据未来高端市场，目前主要致力于解决空气稳定性和大规模制造难题。

• 欧美阵营：

欧美地区多选择氧化物或聚合物路线。由于氧化物的高稳定性，该阵营重点研究如何匹配锂金属负极，以最大化提升能量密度。

• 中国阵营：

中国产业界采取了“循序渐进”的策略。为了利用现有成熟的液态锂电池产业链并快速推向市场，目前大力推动“半固态”(固液混合) 电池的量产。这种策略通过逐步减少液态电解质含量，实现从“半固态”向“全固态”的平稳过渡，目前已在部分车型实现装车应用。

固态锂电池的研究正处于从材料筛选向界面优化的过渡阶段。尽管离子电导率与界面稳定性的平衡仍面临挑战，但本综述表明，通过纳米填料改性与纳米级界面工程，各类电解质的综合性能已得到改善。未来，随着对微观机理认识的深化及制备工艺的成熟，固态电池有望逐步克服技术瓶颈，实现更广泛的应用。

武现丽，郑州大学化学学院教授，博士生导师，主要从事氢能源储存、释放和电解水研究。曾获得2010年河南省教育系统高校 (化学) 讲课大赛一等奖，并获河南省教学标兵称号；获得2010-2011年和2011-2012年郑州大学教学优秀一等奖；获得2015年郑州大学校三育人先进个人；获得2016-2017学年郑州大学优秀班主任等。2019.9-2020.9年赴美国普渡大学进行为期一年的国家公派访学。2020年获批国家自然科学基金面上项目。共发表学术论文30余篇。

孟跃中，中山大学材料科学与工程学院、化学工程与技术学院双聘二级教授，兼任河南省科学院首席科学家、郑州大学化学学院讲座教授。曾入选1998年度中国科学院“百人计划”与“海外杰出人才”，受聘为2010年度广东省“珠江学者”特聘教授。现任中山大学联创碳中和技术研究院院长，主要研究方向包括二氧化碳化学利用、生物降解材料、先进电池材料与器件等。此外，担任 Applied Energy Science 与 Sustainable Polymer and Energy 杂志主编、Advanced Industrial and Engineering Polymer Research 杂志副主编，并兼任 Nanomaterials 期刊编委。

Nanostructured Materials for Energy Storage

Guest Editors: Dr. Xianfen Wang and Dr. Ruizheng Zhao

Submission deadline: 30 March 2026