亿纬锂能全固态电池发布，破解毫米级颅骨里的脑机接口“供能死结”

撰稿｜钟庆宏

作为人机融合的核心突破口，脑机领域正在出现新的变化。

实验室中，瘫痪患者用意念控制光标、失语者重新“说话”、盲人重建光感，这些场景正在不断发生。但与此同时，绝大多数脑机受试者，还无法脱离试验配套支持，独立回归日常自由生活。

而束缚脑机接口规模化应用的，其中一道隐形高墙是植入体的持续供能。当前，电极信号采集精度、解码算法等均在进化，但设备本身如何实现持续工作的问题尚待回答。

10月20日，亿纬锂能在成都正式发布并下线量产专为植入式医疗场景定制的微型全固态电池“龙泉三号2.0”，并同步与脑机接口头部企业景昱医疗、三甲临床机构四川省人民医院进行战略合作签约。

“龙泉三号2.0”，这枚硬币大小的微型全固态电池，正试图解决侵入式脑机接口实现大规模应用的难题。

01

侵入式脑机接口的供能困局

当前，国家“十五五”规划已将脑机接口列为六大未来产业之一，视作AI与生命科学交汇的战略制高点。而从临床演进路径来看，非侵入式（头皮采集）路径多用于睡眠与注意力训练；半侵入式（植入颅骨内、大脑皮层外）路径已实现运动代偿破冰，例如博睿康NEO可通过气动手套设备辅助实现手部的抓握功能代偿；而想要帮助重度瘫痪、失语、失明、失聪患者实现高分辨率神经信号重建的终极形态，仍旧需要深入大脑皮层的全植入、有源侵入式路径。

问题在于，虽然侵入程度越高，信号质量越优，但留给植入体的物理空间就越逼仄。成人颅骨厚度仅数毫米，植入体必须在极微小体积内支撑高通量芯片运行，并维持长期可靠工作。而这，对电池提出了近乎苛刻的要求。

从现有供电路径来看，部分半侵入式接口采用无源方案，多依靠体外线圈隔空供电，人一旦离开供电设备或对位偏移，设备立即断电，受试者只能佩戴外部设备、留在实验室或病床旁，无法自由行动；有源方案更接近实用，但同样存在缺陷。Neuralink选择将小型锂电池植入颅骨，采用一体化设计。该方案需充电，且电解质在颅内长期植入中存在安全隐患；国内某头部企业脑机接口方案采用分体式设计，将电池、处理器等发热单元置于胸部皮下，颅内电极与胸口模块之间通过无线供能与无线数据传输连接。这一设计采用成熟的DBS临床路径、使热源远离大脑，但需要进行两处植入，且能量经组织传输存在损耗。

实际上，供电方案背后，面临的是三道无法逾越的临床红线——

一是体积与能量的死结。几毫米厚的颅骨腔体，在满足更小体积、更高安全冗余与更长寿命的临床要求下，传统液态锂电的体积与续航逼近极限；

二是生物安全的零容忍。脑组织极其脆弱，任何微量的液态电解质渗漏或产气膨胀，都可能引发不可逆的神经毒性与颅内压风险；

三是温升与应力的排斥。脑组织温升超过1至2摄氏度即可能造成不可逆热损伤，对电池充放电发热控制要求极高；同时，常规硫化物固态电池往往需要数十兆帕（MPa）的外部机械加压才能稳定工作，而颅骨内根本不可能塞进笨重的加压夹具。

既要极小体积与高能量，又要绝对零泄漏与低发热，还要脱离外部高压夹具独立工作——要打破这一临床僵局，必须从底层电化学体系与封装工程上实现重构。而这正是亿纬锂能“龙泉三号2.0”想要解决的问题。

02

用工程创新拆解行业难题

亿纬锂能推出的“龙泉三号2.0”，是专为侵入式脑机接口定制的微型全固态电池，其采用硫化物无负极技术路线。在直径23毫米、厚度4毫米的空间内（介于五角与一元硬币之间）实现了1045Wh/L的体积能量密度，相对同等微小体积下能量储备比现有液态电池方案提升约40%。

在亮眼数据背后，是亿纬锂能针对临床红线实现的工程创新——

其一，针对颅骨空间逼仄问题，其通过无负极架构与超快激光异形模切技术破局。传统锂电池中，石墨负极或初始金属锂负极层占据了大量体积。而龙泉三号2.0摒弃负极材料，采用“铝箔集流体+三元正极+固态电解质+无负极专用集流体”的无负极架构，在压缩电芯厚度的同时，将扣除壳体后的体积能量密度推高至新水平，典型容量达到200mAh（相对液态电池同体积容量提升30%）。而配合超快激光异形模切技术，允许其实现契合颅骨生理曲度或植入体圆形/异形腔体的定制形态，消除了微型化裁切毛刺带来的内短路隐患，得以充分使用每一立方毫米的空间。

其二，针对固态电池需外部高压难题，其采用了软包等静压化成 + 二次钛壳自加压技术。硫化物全固态电池的固-固界面接触阻抗大，行业常规方案需要极高的外部工作压力。亿纬锂能采用“软包等静压化成+二次钛壳组装”工艺路线：先通过等静压化成构建内部高速锂离子传输网络，再采用微米级医用钛壳进行二次封装与结构锁死。钛壳自身的结构强度提供电池工作所需压力，无需任何外部加压装置，电池即可在颅内常压环境下稳定运行。

其三，针对脑组织零容忍与发热限制问题，其采用全固态体系+钛壳全密封守住安全底线。全固态体系彻底摒弃了液态电解质，有望从源头消除漏液风险；而配合具备优异生物相容性的医用钛合金外壳与激光全密封工艺，其实现了零泄漏与长期植入的组织生物相容性。同时，低内阻设计可有效抑制高通量放电时的温升，守住脑组织1至2摄氏度的温控红线。

其四，用全固态体系延长日历寿命，减少二次开颅换电之痛。传统植入式电池容量衰减快，患者可能需要频繁承受高风险的开颅更换手术。全固态体系不仅增加了每次充满电的续航，还大幅延缓了高频充放电下的容量衰减，据悉，龙泉三号2.0的设计目标直指5年以上植入使用寿命，可最大限度减少患者因电池提前衰竭而不得不承受的二次开颅手术。

这些工程创新在解决上述临床难题后，为侵入式脑机接口“全天候随身运行”建立了能源层面的可行性。

03

从实验室到临床应用，

脑机接口产业化的关键一跃

在发布会上，亿纬锂能与景昱医疗、四川省人民医院战略达成战略签约。其中，景昱医疗是国内脑深部电刺激（DBS）领域的头部企业，去年12月其全球首创的侵入式脑机接口治疗阿片类药物成瘾产品获批上市，它有着深厚的颅内植入器件的产品基础和临床经验。合作逻辑无疑十分清晰：亿纬锂能将提供能源平台，景昱医疗将提供植入式神经刺激的产品场景与临床路径，四川省人民医院则提供临床端支持——最终实现示范应用与临床场景的深度结合。

能够达成战略合作，与亿纬锂能在医疗领域的多年积淀有关。

亿纬锂能并非医疗领域的“跨界新兵”，它有着深厚的医规级（ISO13485）质量管理体系与精密制造积淀，其微型医疗电池更是早已成熟应用于诸如胶囊胃镜、动态血糖仪（CGM）、助听器等医疗设备中。

而在垂类领域脑机接口中，其更是作为景昱医疗全国首张戒毒适应症神经调控产品核心能源配套方，以自研植入式医疗电池为后者提供了长效稳定的供电支持——凭借超高能量密度完成极致微型化设计，完美适配颅内狭小的植入空间，大幅降低手术创伤；十余年临床累计完成千余例临床应用验证，完成了稳定性与安全性验证。

目前，亿纬锂能是少数能实现植入式医疗电池规模化量产、积累了海量临床应用经验的企业。

04

有源植入式医疗器械有望迎来底层能源升级

显然，当植入体自带长效、安全的电池，且设计目标5年以上，患者将不再需要时刻佩戴体外供电设备，可以更好地回归社会。未来，脑机接口也有望从少数受试者的临床试验，变成更多患者长期的治疗选择。

而值得注意的是，脑机接口只是全固态植入电池首发应用场景。放眼整个有源植入式医疗器械赛道——植入式人工耳蜗、无导线心脏起搏器、闭环神经刺激器、植入式靶向药物泵等，无一不有着微型化、长效化、安全化的能源需求。亿纬锂能构建的高能量密度微型全固态电池平台，有望成为更广泛的微创植入器械的底层能源供给技术。

而在全球范围内，固态电池在植入式医疗器械中的应用也属行业发展前沿。法国ITEN等国际先行者已量产百万颗微型固态电池，并持续面向IoT、追踪、医疗与无线传感器等推出新产品。而亿纬锂能此次以1045Wh/L的能量密度实现工程化下线，并率先与国内顶级医院及器械龙头企业开启临床协同，意味着在全球高端医疗器械核心元器件的竞速中，中国创新+全球供给正在成为新的变量，也有望为全球植入式医疗器械提供新的能源选择。

纵观全局，脑机接口与高端神经调控真正走向大众临床，需要柔性电极、解码算法、生物材料与精密制造的全线突破。而在这场漫长的医工接力中，供电系统或许并非聚光灯下最炫目的那一个，但当患者终于无需拖着线缆、不必时刻焦虑电量、更不必为换电池而频繁开刀时，这枚藏在颅骨毫厘之间的全固态电池，将扮演不可或缺的角色。

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