在新能源汽車與儲能產業蓬勃發展的今天，液態鋰電池的能量密度與安全性瓶頸日益凸顯，全固態電池被視為下一代電池技術的核心方向。在貴州科學城，貴州省材料產業技術研究院（省材料院）依托貴州省固態電池關鍵材料與器件全省重點實驗室和固態電池及關鍵材料中試平台正悄然攻克這一領域的關鍵技術難題。

4月14日，筆者走進省材料院，探尋這項為全固態電池解決核心“卡脖子”問題的技術背后的故事。

剛進實驗室，一排氬氣保護手套箱整齊排列，科研人員正在操作台前仔細稱取原材料。“手套箱內水分含量需控制在1ppm以內。”省材料院靳進波博士說，“要求如此嚴苛，是因為硫化物固態電解質對水分子極為敏感——空氣中極微量的水分都會與其反應生成雜質，導致電解質晶體結構受損、離子電導率驟降。因此，從材料合成到性能測試，全程必須在無水無氧的高純氬氣環境中完成。”

隔著手套箱，靳進波向記者展示了實驗室最新合成的硫化物電解質粉末。這種粉末呈細膩的米白色，外觀與普通建筑石粉差別不大，但正是這不起眼的粉末，幫助實驗室攻克了硫化物電解質生產成本高、結構不穩定、空氣敏感性強三大難題。在性能測試區，科研人員正在用電化學工作站測試這款電解質的離子電導率，屏幕上跳動的曲線顯示，其室溫離子電導率已突破11mS/cm，達到液態電解液水平。這一指標使該實驗室的硫化物電解質性能躋身國內第一梯隊。

“我們團隊建了三年，研發電解質材料用了一年。”靳進波介紹說，實驗室圍繞全固態電池中的關鍵材料——固態電解質進行重點布局，已形成硫化物、氧化物、聚合物三大技術路線。其中，硫化物固態電解質是當前的主攻方向，團隊已成功開發出多款產品，相關技術指標達到市售產品水平。

除了離子電導率，團隊還解決了規模化制備與粒徑調控兩大工藝難題。目前，實驗室實現單批次公斤級生產，突破了高校實驗室“一次幾克”的局限，並通過工藝優化將硫化物電解質粒徑控制在幾百納米級別，成功打通了從實驗室到中試放大的鏈條。

該實驗室不僅承擔前沿研發任務，還肩負著中試服務的職能。靳進波表示：“高校有理論成果但設備不足，企業有需求但研發能力有限，我們就幫他們放大、驗証。”目前，合作名單上已有貴州大學、西安交大、北京理工、四川大學等十余所高校，以及多家省內外企業。比如，省內一家企業想突破高能量密度固態電池的關鍵材料，選擇硫化物與聚合物復合兩條技術路徑，委托實驗室開發高性能電解質。實驗室協助開發的高離子電導率固態電解質材料，成功驗証了該企業技術路線的可行性，為其后續產品迭代奠定了基礎。

為什麼要布局固態電池？靳進波坦言，這是對國家戰略和貴州省產業政策的積極響應。新能源新材料產業被列為全省重點發展的六大產業集群之一，實驗室的前身主攻聚合物材料，近年來逐步向固態電池關鍵材料轉型。

目前，實驗室擁有60余名固定研發人員，全部具有研究生以上學歷，不光埋頭做實驗，還主動深入企業溝通，了解生產與研發中的實際難點，提供技術咨詢與解決方案。

當然，全固態電池距離大規模產業化還有不短的路要走。“界面問題、循環壽命，還需要持續攻關。目前市場上液態電池產品循環已經達到幾千圈，我們的固態電池可能隻有一兩百圈。”靳進波不避諱困難，但也對前景充滿信心，“材料已經有了，接下來要做的就是正負極匹配、電池組裝、長壽命優化。這條路我們正在一步步走。”

從關鍵電解質材料研發到中試驗証，從實驗室到企業車間，貴州省固態電池關鍵材料與器件全省重點實驗室正以扎實的研發能力和開放的中試平台，為貴州乃至全國的新能源電池產業注入“固態”動力。（李雯文）

來源：貴陽市高新區官網