为锂金属负极穿上“塑性铠甲”，深圳科研团队《自然》发文破解固态电池快充难题

为锂金属负极穿上“塑性铠甲”，让电动车充电更快、安全性更高成为可能，更能让电动车不再在冬季“趴窝”。

10月30日，国际顶级期刊《自然》发表了清华大学深圳国际研究生院康飞宇教授、贺艳兵教授、吕伟副教授、侯廷政助理教授团队联合天津大学杨全红教授团队在固态电池领域取得的重要突破。研究团队创新提出“塑性固态电解质界面”设计理念，成功解决固态电池在大电流和低温条件下界面失效的行业难题，为固态电池商业化应用开辟了新路径。

塑性SEI的组分筛选及其在固态电池循环过程中的作用示意图

这项名为“用于固态电池的塑性固态电解质界面”的研究，由清华大学联合天津大学团队共同完成。研究摒弃传统追求“坚硬”的思路，首创以“塑性”为核心指标，通过人工智能筛选出硫化银、氟化银等理想材料，为锂金属负极构建具有“外柔内刚”梯度结构的界面层。

固态电池被誉为下一代动力电池的发展方向，但其商业化长期受困于快充性能差和低温环境下寿命短两大痛点。传统固态电池界面层存在“本征脆性”，在快充和低温条件下容易破裂，导致电池性能急剧下降。

塑性富无机SEI的结构和组分解析

研究团队负责人贺艳兵教授介绍，新设计的塑性界面层犹如为电池穿上“铠甲”：外层塑性材料能有效耗散界面应力，中间层维持必要硬度，内层亲锂材料引导锂均匀沉积。这种多层结构协同作用，确保电池在严苛工况下仍能保持稳定。

实验结果显示，该“塑性SEI”使固态电池展现出优异的电化学性能，在室温以及15 mA cm–2的电流密度和15 mA h cm–2面积容量下，锂金属对称电池能够稳定循环超过4500小时；在-30℃的环境中，，对称电池仍能在5 mA cm–2的电流密度和5 mA h cm–2面积容量下稳定循环7000小时以上。匹配高容量正极的全电池同样表现出优异的大倍率和低温性能。

塑性富无机SEI的优异塑性变形能力和机械稳定性

该工作突破了传统SEI聚焦追求“坚硬”的设计理念，开创性地将“塑性”作为特征指标，提出了一条从固态电解质组分设计到理想界面的精准构建路径，为解决固态电池的界面失效问题提供了全新策略。

目前，充电速度慢、冬季续航缩水、安全隐患大等问题制约着电动汽车普及。该研究成果有望彻底改变这一局面，让电动车实现“充电十分钟，续航千公里”的愿景。业内专家认为，这项突破性技术不仅为固态电池界面设计提供新思路，更将加速下一代高安全、高能量密度动力电池的产业化进程，对我国新能源汽车产业发展具有重要意义。

研究获得国家自然科学基金、国家重点研发计划及深圳市科技计划等项目支持。