黃富強 | 固態電解質：全固態電池的核心突破與發展展望

黃富強上海交通大學講席教授。長期從事無機固體化學結構設計理論、能量轉換材料制備方法與“雙高”電源研究，破解能量密度與功率密度強制約的世界難題，實現特種裝備效能躍升。

固態電解質是全固態電池的核心組成部分，基于電解質與正負極材料間的離子遷移與電荷轉移，實現電化學二次電池對電能的安全高效存儲與穩定釋放，被認為是商用鋰離子電池的最終發展方向，可廣泛應用于新能源汽車、規模儲能、消費電子、航空航天等關鍵領域。隨著全球能源結構轉型加速和新能源產業快速發展，具有高離子電導率、強界面兼容性、高安全穩定性的固態電解質，已成為下一代電化學儲能技術發展的核心方向，在推動能源革命、支撐新能源業態升級方面發揮著日益重要的作用。

固態電解質技術的持續進步依賴于材料體系的創新設計、離子傳輸機制的深度解析及工程化適配技術的迭代升級。近年來，科技工作者致力于新型固態電解質材料開發、界面調控策略、失效機制解析等方面的研究，發展了硫化物、氧化物、聚合物及復合體系等多元電解質類型，在離子電導率提升、界面阻抗降低、長循環穩定性優化等領域取得了一系列突破性進展。為集中展示我國在固態電解質領域的研究成果，推動技術的進一步發展，促進同行之間學術思想的碰撞，《科學通報》組織出版“固態電解質”專題。本專題特邀領域內多位學者撰文，涵蓋了從材料設計、機制分析到技術應用的最新成果。

圍繞固態電解質材料創新與機制探索，裴非、黃云輝等人[1]聚焦動態鍵驅動的自修復聚合物電解質，解析共價與非共價動態鍵的修復機理，闡明其對電解質機械性能與界面穩定性的協同調控作用，為聚合物基電解質的長循環應用提供新策略；龐越鵬、鄭時有等人[2]綜述機器學習在固體電解質離子輸運機制研究中的應用，構建材料結構與離子傳導性能的映射模型，實現高性能電解質的快速篩選與優化，推動領域研究向智能化方向發展；朱虹等人[3]從晶格動力學視角揭示無機固態電解質的離子傳導規律，總結晶格軟化、原子旋轉等關鍵調控路徑，為高性能無機電解質的理性設計提供理論依據；徐吉健等人[4]突破傳統Debye-Hückel理論局限，提出“液態馬德隆勢”新框架，建立高濃度電解液的設計準則，拓展電解液體系的創新邊界。

在固態電解質界面工程與技術適配方面，陳楠、陳人杰等人[5]圍繞硫化物基固態鋰金屬電池負極界面工程，系統梳理界面改性方法與界面演化機制，為提升電池循環穩定性與安全性提供技術支撐；崔光磊等人[6]評述硫化物固態電解質膜的制備技術與挑戰，對比不同工藝的產業化適配性，明確硫化物體系實用化的關鍵技術瓶頸；湯衛平等人[7]分類總結全固態電池中固態電解質的復合使用策略，解析填充型、層狀型復合體系的性能優勢，為突破單組分材料性能局限提供新思路；趙寧、郭向欣等人[8]聚焦超薄固態電解質在高能量密度電池中的應用，綜述氧化物、硫化物及復合體系的制備工藝與性能調控方法，為高比能固態電池的器件集成奠定基礎；郭新等人[9]梳理聚合物基固態鋰離子電池的產業化進展，剖析界面接觸、循環壽命等工程化難題，重點探討原位聚合技術的工藝適配性與規模化應用前景。

由于本專題篇幅有限，未能涵蓋固態電解質領域的所有最新研究成果。希望本專題能為相關領域研究者提供有益的借鑒與啟發，促進固態電解質及全固態電池技術的持續進步，推動我國在該領域的創新突破與國際引領。最后，感謝所有作者、審稿人和編輯人員的辛勤工作與貢獻。

專題文章信息

1 林文杰, 高強, 陳岱岱, 張峰華, 卞海林, 黃丹茹, 裴非, 黃云輝. 動態鍵驅動的自修復聚合物電解質：分子結構設計與表征分析. 科學通報, 2026, 71(10): 2135-2151

2 徐靖卓, 陳熙卓, 龐越鵬, 鄭時有. 機器學習輔助的固體電解質離子輸運機制研究進展. 科學通報, 2026, 71(10): 2092-2103

3 官朝紅, 蔡任宇, 余湛, 符予成, 歐陽潤昕, 朱虹. 無機固態電解質中的晶格動力學行為. 科學通報, 2026, 71(10): 2152-2170

4 李清源, 張昊, 徐吉健. 電解液設計：超越Debye-Hückel理論的新進展. 科學通報, 2026, 71(10): 2104-2112

5 魏君，陳楠, 陳人杰. 硫化物基固態鋰金屬電池負極界面工程的研究進展. 科學通報, 2026, 71(10): 2113-2123

6 孫德業, 胡磊, 張增奇, 韓鵬獻, 馬君, 董杉木, 崔光磊. 硫化物固態電解質膜的制備技術與挑戰. 科學通報, 2026, 71(10): 2171-2186

7 段瑩瑩, 梁一林, 陳俊超, 張果泰, 吳藝弘, 湯衛平, 孫淑英. 全固態電池中固態電解質復合使用研究進展. 科學通報, 2026, 71(10): 2124-2134

8 王楠, 趙寧，郭向欣. 超薄固態電解質應用于高能量密度固態鋰電池研究進展. 科學通報, 2026, 71(10): 2187-2203

9 任義, 李志勇, 付佳龍, 劉帥, 郭新. 聚合物基固態鋰離子電池的產業化進展.科學通報 , 2026, 71(10): 2204-2224

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