- 段羿;肖尊球;任逸伦;王建涛;
全固态电池凭借高能量密度和卓越的安全性等潜在优势，成为极具发展前景的下一代电池体系。在采用各种固态电解质的全固态电池中，硫化物基全固态电池因硫化物固态电解质具有高的离子电导率、良好的机械加工性能而日益受到关注。日本、韩国等国家在硫化物基固态电池研发与产业化方面布局较早，中国在一些关键材料和工程工艺方面还存在一定差距。本文聚焦于国内外硫化物基全固态电池的基础科学问题及工程化难点与挑战，提出发展方向及措施建议，旨在助力中国硫化物基全固态电池的开发及工程化。
2025年06期 v.53;No.435 1414-1434页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K] [下载次数：663 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 脱凯用;卢普顺;周志民;梁苏哲;张加旭;胡观泰;王超;刘婷婷;孙一芃;王长虹;孙学良;
全固态电池因其高能量密度、高安全性和长循环寿命等优势被视为下一代电化学储能系统的关键发展方向。设计开发超快离子传导、宽电化学窗口和适宜杨氏模量的固态电解质材料是实现全固态电池实际应用的关键。卤氧化物电解质凭借其高电压正极兼容性、优异机械变形性以及超高室温离子电导率，成为实现全固态电池实际应用最有希望的固态电解质之一。本文全面综述了用于全固态电池的卤氧化物固态电解质的最新进展，回顾了卤氧化物电解质的发展历程，概述了卤氧化物电解质的不同合成路线。特别地，分析了不同类型卤氧化物电解质的骨架结构，阐明了金属离子在晶态和非晶卤氧化物中的输运机制。此外，概述了卤氧化物电解质对锂金属负极和不同正极材料的界面相容性，并综述了卤氧化物电解质用于低温全固态电池的研究进展。最后，展望了高性能卤氧化物电解质的设计准则以及其在全固态电池实际应用中的发展方向，旨在为卤氧化物基全固态电池在能量转换和储存领域的发展提供重要指导。
2025年06期 v.53;No.435 1435-1455页 [查看摘要][在线阅读][下载 1690K] [下载次数：606 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 黄锴;李林昊;黄宇;毛恒山;于逸飞;沈越;黄云辉;
随着固态电池向高能量密度和高安全性方向快速发展，对其内部复杂界面的演化过程与失效行为的实时监测提出了更高要求。然而，传统传感技术难以适应固态电池刚性界面和固固接触的特性，在原位检测灵敏度与适配性方面仍存在诸多挑战。本文综述了超声与光纤传感技术在固态电池中的最新应用进展，即超声技术凭借其无损检测优势，可动态解析电极–电解质界面的接触状态、裂纹演化及气体生成过程；光纤传感技术则可通过与电极或电解质集成，实现对电池内部应力分布、温度梯度以及化学副产物变化的实时监测，为界面优化与失效机制研究提供新思路。同时从界面特性、力学特性和物化特性3个方面系统总结了这2类传感技术在固态电池中的应用现状，并探讨其未来的发展机遇与面临的关键挑战。
2025年06期 v.53;No.435 1456-1468页 [查看摘要][在线阅读][下载 1368K] [下载次数：245 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 武猛;李洋;刘洪;王寻;范丽珍;
同步辐射(SR)技术因其高亮度、高时空分辨率及能量可调等优势，为解析全固态电池(ASSBs)内在材料组成–结构–性能间构效关系提供了强有力的技术支撑，尤其涉及电池充放电循环过程中材料及界面结构的动态演化、电荷迁移特性及电池失效机制等。本文首先介绍了SR的基本原理、技术分类及其功能应用。其次，系统综述了近年来SR技术在ASSBs领域的应用和研究进展。重点总结和评述了同步辐射X射线(SR–X)技术在解析无机固体电解质材料结构、离子传输机制及固–固界面失效分析等方面的研究应用。最后展望了SR技术在促进ASSBs实用化进程中的研究重点和发展方向。
2025年06期 v.53;No.435 1469-1477页 [查看摘要][在线阅读][下载 1086K] [下载次数：116 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王芳;韩策;王炜娜;刘仕强;李鹏;
本文聚焦于全固态电池测试评价技术的现状与挑战，系统梳理全固态电池在离子传输、界面稳定性、热安全性及环境适应性等方面的新特性，分析既有测试评价体系的局限性，阐述适用于全固态电池从材料、界面、电池单体到系统、整车全层级测试评价技术的发展架构，提出测试评价技术发展新挑战。面向测试技术发展，提出测试评价技术原位化、智能化、数据化发展方向，实现先进技术在全固态电池测试评价中的应用，助力全固态电池从研究到产业化进程。
2025年06期 v.53;No.435 1478-1491页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K] [下载次数：290 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 崔宏宇;林乔伟;孙鹏展;王大伟;成会明;
二维离子导体作为一种新兴的快离子导体，具有高离子通量和高离子选择性的特点，已经在水处理、生物医药、催化、能源存储和转换等应用领域展现出广泛应用前景。其中纳米/埃米级的二维限域空间以及丰富的表面化学特性为调控离子输运提供了理想化平台。本文简述了二维离子导体内影响离子输运的关键因素以及调控策略。结合二维离子导体的最新进展，将其分类为二维无机离子导体、二维有机离子导体、二维有机–无机杂化离子导体分别进行讨论，重点探讨其通道结构、特性、以及应用场景，并分析了这些材料的纳流离子传输机制与应用表现。最后，本文归纳了二维离子导体研究中存在的挑战，并展望了未来在能源技术领域的研究方向。
2025年06期 v.53;No.435 1492-1509页 [查看摘要][在线阅读][下载 1829K] [下载次数：46 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘洪;武倩;任耀宇;张雪;南策文;
全固态锂电池有望解决锂离子电池的安全风险，并实现更高的能量密度，成为业界重点发展方向之一。开发兼具高室温离子电导率、低成本、高化学/电化学稳定性、高机械强度及高可加工性的固态电解质材料是推动全固态锂电池实现大规模工业化生产的关键。本文重点讨论了目前单一类型固态电解质(包括氧化物、硫化物、卤化物及聚合物)在商业化应用中面临的挑战。在此基础上，提出了SHOP型(S、H、O和P分别代表硫、卤素、氧和聚合物)复合固态电解质，以平衡商业化所需的性能要求，并阐述了该类型电解质在全固态锂电池工业化生产中的潜力与发展方向。
2025年06期 v.53;No.435 1510-1519页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K] [下载次数：285 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 符军俊;郝锦锦;谢晓新;周伟东;
与无机固态电解质相比，固态聚合物电解质(SPEs)具有柔韧性高、界面接触性好、成本低等特点，被认为是最先应用的固态电解质。根据SPEs电压稳定性的区别，本文综述了低电压稳定的聚醚基和高电压稳定的聚酯基2类典型SPEs体系的研究进展：1)聚醚类电解质，与锂金属的兼容性较好，但抗氧化性差，室温离子电导率偏低，主要概述了聚环氧乙烷(PEO)、聚—聚乙二醇甲基丙烯酸酯(p PEGMEA)、聚二氧环戊烷(PDOL)和聚甲醛(POM)等4类聚醚基SPEs面临的问题和解决策略；2)聚酯基电解质与高电压正极材料匹配较好，但其容易被锂金属还原，主要概述了聚己内酯(PCL)、聚碳酸三亚甲酯(PTMC)、聚碳酸丙烯酯(PPC)、聚草酸酯(POE)等4类聚酯的挑战和解决策略；3)原位聚合解决了固态电池产线与现行电池产线兼容性的问题，同时改善了SPEs与电极界面的接触性，概述了几类典型原位聚合SPEs的研究进展，包括：聚乙烯基碳酸酯(PVCA)、聚碳酸乙烯亚乙酯(poly(PVEC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。最后，简要阐述了未来SPEs的发展方向和策略，为实现高能量密度和长寿命固态锂电池提供解决思路。
2025年06期 v.53;No.435 1520-1560页 [查看摘要][在线阅读][下载 3576K] [下载次数：746 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 黄慧娟;杨海;姚雨;余彦;
固态钠电池具有高安全性和丰富的钠资源优势，已成为下一代储能技术的研究热点。其中，固态电解质是固态钠电池的核心材料之一，对电池的综合性能具有决定性作用。在各类固态电解质中，卤化物固态电解质(因其高离子电导率、宽电化学窗口和良好的可变形性等优势，被认为是最具前景的电解质材料之一。然而，其在材料制备、界面稳定性等方面仍面临诸多挑战。本文聚焦卤化物电解质，系统综述了其在固态钠电池中的最新研究进展，重点探讨了其晶体结构、离子传输机制、合成方法以及界面稳定性策略。同时，对卤化物电解质在固态钠电池中的未来应用前景进行了展望。
2025年06期 v.53;No.435 1561-1576页 [查看摘要][在线阅读][下载 1339K] [下载次数：185 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 余灿文;刘心怡;张柏松;姜益栋;邓永红;许晓雄;池上森;
以固态电解质(SSEs)代替传统有机液态电解质的全固态锂电池(ASSLBs)具有优异的安全性和高的能量密度，是最有潜力的下一代储能电池。在SSEs中，硫化物电解质具有高离子导电性、低活化能和良好的机械性能而备受关注，开发超薄硫化物SSEs膜可以有效提升ASSLBs的能量密度。然而，硫化物粉末颗粒成膜后，薄膜强度低和力学性能差，限制了电解质超薄膜和ASSLBs的研究开发进展，使得制备具有一定力学性能的超薄硫化物SSEs膜成为挑战。本文介绍几种常见的硫化物SSEs合成方法及其应用进展，综述硫化物薄膜干法和湿法工艺合成，薄膜合成过程中黏结剂选择，薄膜致密化策略以及SSEs薄膜与正负极接触稳定性，探讨材料、制造工艺和系统集成相关的挑战并提出应对这些挑战的策略，强调硫化物SSEs薄膜在实现高比能ASSLBs的关键作用。
2025年06期 v.53;No.435 1577-1599页 [查看摘要][在线阅读][下载 1696K] [下载次数：264 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 苏航;唐函;苏韵;容晓晖;胡勇胜;
全固态电池有望实现超越液态电池的能量密度，并提供更高的安全性，已成为当前研究的热点领域。作为全固态电池的核心组件之一，固体电解质膜的厚度、离子传输能力、机械性能、化学/电化学稳定性等性能对全固态电池的性能起着至关重要的作用。本文总结了现有固体电解质膜的加工方法，根据电解质膜加工技术对溶剂的使用情况，分为湿法制备、干法制备、干/湿法均可制备等3类加工技术，详细介绍了所制备的固态电解质膜的厚度、离子电导率、机械性能、电池性能、大规模加工潜力等关键技术指标，并对不同制备工艺面临的挑战和未来的发展方向进行了总结和展望。
2025年06期 v.53;No.435 1600-1623页 [查看摘要][在线阅读][下载 1929K] [下载次数：421 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 肖关佑;任康瑞;贺艳兵;
随着锂离子电池在消费电子、电动汽车和储能领域的应用迅速扩展，市场对更高能量密度和更高安全性的电池技术需求不断上升。然而，传统锂离子电池使用的液态电解质在高电压下易出现稳定性不足、漏液以及枝晶生长导致短路等问题，限制了其性能和安全性。固态电池凭借固态电解质的引入，有望缓解上述挑战。近年来，高离子电导率固态电解质的开发、固–固界面优化以及复合电极材料的研究推动了固态电池的快速发展，但锂离子在不同相之间传输障碍及界面阻抗等问题仍限制其商业化发展。本综述提出锂离子输运通量作为评估固态电池综合性能的重要指标，从固态电解质体相离子传输、电极/电解质界面设计、电极内部离子/电子协同网络等角度对提升锂离子输运通量的策略进行综合评述。未来，需整合材料设计与结构优化，从固态电池整体系统层面提高其综合性能，以实现高安全性和高能量密度固态电池的产业化发展。
2025年06期 v.53;No.435 1624-1637页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K] [下载次数：322 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王子轩;赵辰孜;张睿;黄佳琦;
全固态锂金属电池(ASSLMB)因其高能量密度和安全性等优势，成为下一代电池技术的研究热点。然而，尽管全固态锂金属电池在理论上展现了巨大的潜力，实际应用中仍面临诸多挑战，尤其是由体积膨胀引发的力–电化学耦合效应。在充放电过程中，活性材料的体积变化导致电芯整体体积变化，不仅对电池模组设计带来挑战。同时，还会引发高达GPa级的应力响应。由此导致的界面失效及离子传输路径阻塞等问题，严重影响电池的性能和循环寿命。此外，随着能量密度的提高，该问题将愈发突出。因此，深入理解全固态锂金属电池中体积膨胀行为及其缓解策略，对于推动全固态电池实用化进程至关重要。本文综述了全固态锂金属电池中力–电化学耦合原理，并从多个视角深入探讨电池循环过程中体积膨胀效应及其对电化学性能的影响。随后，总结了缓解体积膨胀效应的最新研究进展，包括材料设计、界面调控和结构优化等。最后，展望了未来研究方向，分析当前技术挑战及解决方案，旨在为研究人员和工程师提供理论支持和实践指导，推动全固态锂金属电池技术的发展与应用。
2025年06期 v.53;No.435 1638-1654页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K] [下载次数：173 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 包成帅;温佳杰;吴梅芬;郑楚均;温兆银;
石榴石型固体电解质(LLZO)以其优异的热稳定性和耐高压性能、快速的锂离子传输特性以及对锂金属良好的兼容性，被认为是高安全性、高能量密度固态锂金属电池极具潜力的电解质材料。在LLZO陶瓷电解质微观结构中，晶界对电解质的离子电导率、电子电导率以及机械性能有重要的影响，这些因素进一步决定了电池的长期稳定性；将陶瓷电解质薄膜化是实现固态锂金属电池高能量密度的重要条件。本文综述了陶瓷晶界对电池体系的作用机制以及相应的改性策略，并对目前LLZO陶瓷电解质的薄膜化进展进行了总结，最后对LLZO陶瓷基电解质的未来发展趋势进行了展望，为推动LLZO陶瓷电解质在固态锂金属电池中的实际应用提供参考。
2025年06期 v.53;No.435 1655-1671页 [查看摘要][在线阅读][下载 1770K] [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 马晓君;赵宁;郭向欣;
石榴石型固体电解质作为当今最具应用前景的固体电解质之一，因其高离子电导、宽电化学窗口、对锂稳定等优点受到广泛关注。当前，表面稳定性、锂枝晶刺穿以及成本控制是限制石榴石型固体电解质产业化的关键问题。本文将从石榴石型氧化物固体电解质(Li_7La_3Zr_2O_(12),LLZO)的晶体结构和离子传导机理出发，探讨碳酸锂/氢氧化锂等表面钝化层的形成机理及去除策略。针对LLZO固体电解质的锂枝晶贯穿问题，从陶瓷片体相与界面离子传输角度探讨解决方案。最后，从产业化的角度，分析石榴石型固体电解质的低成本研发策略，以期为行业发展提供参考。
2025年06期 v.53;No.435 1672-1684页 [查看摘要][在线阅读][下载 1031K] [下载次数：357 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨立萱;庄想春;李杰东;谢斌;张圣行;杜丽;吴容先;邓文婷;初颖;孙金燃;李川川;倪玲;董杉木;许高洁;崔光磊;
发展高比容量负极材料是提升锂电池能量密度的重要技术路线。然而，高比容量负极材料在充放电循环过程中存在不可逆体积膨胀大和界面副反应剧烈等问题挑战，从而劣化下一代高比能锂电池的寿命和安全。近年来，随着先进表征技术的发展，研究发现循环后的锂电池负极中存在大量氢化锂，但目前关于氢化锂的存在及其作用机制仍存在较大争议。本文通过综述相关文献，首先总结了氢化锂的基本物理化学性质，然后系统回顾了氢化锂在非锂金属负极、金属锂负极中的研究进展以及氢化物在非锂电池负极中的研究进展。最后，针对氢化锂诱导负极失效和保护机制提出一些思考和探讨，并对高容量负极材料、界面和电解液的优化改进提出展望，旨在推动下一代高比能锂电池的快速发展。
2025年06期 v.53;No.435 1685-1699页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K] [下载次数：187 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 郭志强;郭现伟;刘世奇;马中强;李阳;王国庆;尉海军;
全固态锂电池可以实现电池高能量密度和高安全性兼顾，同时有望提升其循环寿命，是当前学术研究和产业发展的热点方向。富锂锰基正极材料具有高克容量和低成本等优势，是高比能全固态锂电池发展的重要方向。采用富锂锰基正极材料构建全固态锂电池，解决正极材料与固态电解质的固–固界面接触问题，有助于提升全固态锂电池的电化学性能。本文简述了富锂锰基正极和固态电解质材料的特性，详述了采用不同固态电解质的富锂锰基全固态锂电池在正极侧面临的界面失效等问题和挑战，以及构筑稳定界面的研究进展，并展望了富锂锰基全固态锂电池的正极及界面改性的研究重点和发展方向。
2025年06期 v.53;No.435 1700-1713页 [查看摘要][在线阅读][下载 1201K] [下载次数：489 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 朱浩天;张硕卿;张海阔;马宝琛;陈龙;李如宏;范修林;
随着高性能锂电池需求的增加，电解质的设计及其界面调控成为提升电池性能的关键因素，其中，电解质界面性质密切影响电池的性能。液态电解质中的固体电解质界面相在充放电过程中容易发生变化，进而影响电池的库仑效率和循环稳定性；某些固态电解质具有理论上较好的安全性而受到广泛关注，但相比液态电解质，其面临更复杂的界面稳定性、离子/电子导电性以及离子流均匀性等挑战。固态电解质与液态电解质在界面特性上的显著差异，导致两者在锂枝晶生长、界面阻抗、离子迁移等方面的表现大相径庭。本文重点分析液态与固态电解质负极界面的特性差异及目前的研究进展，并提出优化电解质界面稳定性与离子流均匀性的改进策略，期望为未来新型高安全锂电池的设计提供理论指导与实践方向。
2025年06期 v.53;No.435 1714-1727页 [查看摘要][在线阅读][下载 1120K] [下载次数：180 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 邓雨茜;罗媛媛;秦梓豪;杨勇;
基于固态电解质所发展的全固态电池被认为是最具前景的下一代电化学储能技术之一。近年来，卤化物固态电解质因其高离子电导率、和正极材料良好的化学、电化学兼容性和可变形性成为研究的热点。尽管卤化物电解质在全固态电池中的应用已取得了进展，但在高效制备、表征和低成本工业化上仍然存在挑战。本文综述了卤化物电解质的分类及结构，合成方式，空气稳定性，机械稳定性及其在正负极界面的研究进展，并展望未来的发展方向及其需要解决的挑战。
2025年06期 v.53;No.435 1728-1750页 [查看摘要][在线阅读][下载 2133K] [下载次数：283 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨张弛;姚宏斌;殷逸臣;罗锦达;
相对于传统商用锂离子电池，使用不易燃无机固体电解质的全固态锂电池可在实现高电压和大容量的同时确保电池的安全性。为实现全固态锂电池在室温条件下的稳定循环，开发具有良好电极相容性的超离子导体作为无机固体电解质材料显得至关重要。2018年，采用Li_3YCl_6快离子导体作为电解质的In Li/Li Co O_2全固态锂电池在无需任何额外界面修饰情况下即可实现室温下的稳定循环，这使得氯化物基固体电解质材料重新引起关注，并在近几年得到飞速发展。本文首先强调了良好的正极相容性是氯化物基超离子导体最具吸引力的优势，同时指出传统氯化物基电解质在负极侧的界面不稳定性来源于易被还原的中心金属元素，并提出了通过非密堆积型阴离子亚晶格实现氯化物基超离子导体更快、更低势垒的离子传导设计思路。最后，总结了近几年氯化物基固体电解质材料的研究进展，并讨论了在其大规模应用之前仍需解决的问题。
2025年06期 v.53;No.435 1751-1763页 [查看摘要][在线阅读][下载 1255K] [下载次数：36 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 孔伟进;沈亮;赵辰孜;乐翼成;顾一凡;胡江奎;张强;
固态电池是具有高能量密度和高安全性的下一代二次电池。当匹配固态电解质与金属锂负极构筑全电池时，正极材料的种类显著影响了其能量密度。富锂锰基正极材料具有较高的放电比容量，是实现更高能量密度固态电池的关键材料。当富锂锰基正极与金属锂负极匹配，有望进一步构筑能量密度大于600 W·h·kg~(–1)的固态电池。因此，对富锂锰基正极材料开展体相/表界面结构设计、构筑稳定快速的离子/电子通路、促进稳定阴离子氧化还原反应是实现其在固态电池中应用的重要策略。这些策略的重点在于改善多相界面的不兼容、抑制析氧和增强固|固界面高电压稳定性等问题。本文综述了固态电池富锂锰基正极材料的设计开发策略和提升正极与固态电解质固|固界面高电压稳定性问题的最新研究进展，并展望了未来富锂锰基正极材料在固态电池应用中的研究重点和重要应用场景。
2025年06期 v.53;No.435 1764-1776页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K] [下载次数：391 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]