7月31日，Nature Energy（自然能源）期刊发表了中科院青岛生物能源与过程研究所（青岛能源所）最新成果，该所固态能源系统技术中心崔光磊研究员科研团队开创性设计出均质化正极材料，颠覆了全固态锂电池复合正极的范式，从根本上解决了上述难题，制备出兼具高能量密度和长循环寿命的全固态锂电池。

复合正极和均质化正极在充电过程中微观结构演变示意图（青岛能源所）

全固态锂电池通常采用异质复合正极，其中引入导电添加剂以改善混合导电。这些电化学上不活跃的添加剂与体积变化大的层状氧化物正极不完全兼容，大大降低了电池的能量密度和循环寿命。

青岛能源所科研团队提出了一种正极均质化策略，通过冷压一种在整个放电过程中具有高效混合导电的零应变正极材料LiTi2(PS4)3，制备出兼具高离子电导率（0.2 mS cm−1）、高电子电导率（225 mS cm−1）和高放电比容量（250 mA h g−1）的Li1.75Ti2(Ge0.25P0.75S3.8Se0.2)3材料——它的离子和电子电导率高于传统层状氧化物正极材料1000倍以上，比容量超过目前的高镍正极材料。同时，该材料在充放电过程中仅发生1.2%的体积形变，低于传统层状氧化物正极材料的50%。高的电导率可确保正极在不添加导电助剂的情况下正常充放电，低的体积形变保证了电池在充放电过程中结构的稳定性。以100%活性材料构筑的全固态锂电池在5000圈循环后保持初始容量的80%，其390 Wh/kg的高能量密度是目前所报道长循环全固态锂电池的1.3倍。

这种正极均质化策略与传统的正极异质设计形成对比，有可能提高全固态锂电池在商业应用的可行性，对开发高能量密度、长使用寿命的储能设备，发展新型生产力，加快我国建设新型能源体系具有里程碑式的意义。青岛能源所崔龙飞和张舒为共同第一作者，崔光磊、鞠江伟为论文通讯作者。

编译整理 YUXI

来源：360powder.com