固态电池新进展：2000 次循环后性能依旧稳定

IT之家 11 月 9 日消息，加州大学圣地亚哥分校工程团队主导的一项最新研究，为固态电池的发展带来了新的突破。

研究人员提出了一种能够显著提升离子传输速度与电极稳定性的合金设计策略，有望加速下一代固态电池迈向商业化应用。相关成果已于 10 月 31 日发表在《自然・通讯》上。

这项研究聚焦于金属合金负极的结构调控，特别是锂铝合金中锂离子的传输机制。研究团队发现，通过调整锂与铝的比例，可以改变合金内部两种不同的晶相比例 —— 锂含量较高的 β 相和锂含量较低的 α 相。每一种相都像是离子运动的不同“地形”，决定了电池的充放电速度与使用寿命。

实验结果显示，β 相形成的路径能让锂离子的移动速度比 α 相快上百亿倍。这些富含 β 相的合金不仅提升了离子传导效率，还形成更致密、更稳定的电极结构，改善了电极与固态电解质之间的界面质量。

在实际测试中，采用富 β 相电极的电池展现出优异的循环性能，在超过 2000 次充放电循环后仍能保持高效的容量与速率表现。这标志着团队首次直接证明了 β 相的分布与锂离子扩散行为之间的关联，为电极材料设计提供了新的方向。

加州大学圣地亚哥分校的郑晨（Zheng Chen）教授和全有珠（Yuju Jeon）博士领导了这项研究，合作机构包括加州大学欧文分校、加州大学圣塔芭芭拉分校以及 LG 新能源（LG Energy Solution）。研究得到了 LG 新能源与加州大学圣地亚哥前沿研究实验室的支持。

团队表示，这一成果不仅仅是材料层面的改进，更提出了一种可控的合金相设计思路。通过精确调控晶相分布，工程师可以主动构建内部“离子高速公路”，而非依赖材料自身的偶然结构，从而加速高性能固态电池的研发进程。

研究人员指出，这一方法为未来基于合金电极的固态电池提供了新的技术路线，尤其适用于对能量密度和快速充电性能有高要求的电动汽车领域。随着固态电池技术成为能源储存领域的重点方向，这类研究成果有望推动实验室技术向实用化迈进一步。

IT之家附论文地址：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-64386-y