提到固態(tài)電池，你或許早就聽(tīng)過(guò)它的 “大名”—— 作為下一代儲(chǔ)能技術(shù)的熱門(mén)方向，它總被各種概念包圍：全固態(tài)才是真固態(tài)？必須完全不含液體？從液態(tài)到全固態(tài)是唯一的發(fā)展路徑？
起點(diǎn)鋰電重點(diǎn)推薦，今天這篇來(lái)自郭新教授團(tuán)隊(duì)的文章，或許能幫你理清這些困惑。文中不僅有國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）的權(quán)威定義，還有多位頂尖科研團(tuán)隊(duì)的共識(shí)解讀，打破了 “絕對(duì)固態(tài)” 的僵化認(rèn)知，清晰界定了固態(tài)電池的核心本質(zhì)：電池技術(shù)的終極追求從來(lái)不是 “固態(tài)化” 本身，而是更高的能量密度、更穩(wěn)的循環(huán)性能、更安全的使用體驗(yàn)。
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國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì) （International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC） 將聚合物固體電解質(zhì)定義為"鹽在聚合物中形成的導(dǎo)電溶液" (“electrically conducting solution of a salt in a polymer”, IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 5th edition)。這一定義明確將依賴(lài)溶液相傳導(dǎo)機(jī)制的離子導(dǎo)電聚合物歸類(lèi)為固體電解質(zhì)，這不同于電池領(lǐng)域中某些人主張的"絕對(duì)固態(tài)，完全不含液體"僵化范式。
基于此，我們提出更具工程實(shí)踐意義的固態(tài)電池定義：在工作條件下電解質(zhì)相保持宏觀不流動(dòng)，且在充放電循環(huán)中維持結(jié)構(gòu)完整性的電化學(xué)體系。該定義兼容含有增塑劑的聚合物電解質(zhì)體系——只要其能形成穩(wěn)定的非流動(dòng)連續(xù)相，這與工業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)固體電解質(zhì)的主流認(rèn)知一致。據(jù)此，判斷"固態(tài)性"的核心依據(jù)不應(yīng)僵化地著眼于液相成分的有無(wú)，而應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注電解質(zhì)體系在實(shí)際工作條件下的功能特性，特別是其界面穩(wěn)定性（interfacial stability）和結(jié)構(gòu)完整性（structural integrity）這兩大關(guān)鍵參數(shù)。
當(dāng)前一些觀點(diǎn)認(rèn)為電池的發(fā)展應(yīng)遵循從液態(tài)到半固態(tài)（固液混合態(tài)）再到全固態(tài)的發(fā)展路線(xiàn)，但這種觀點(diǎn)存在邏輯上的誤區(qū)。電池技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高性能，而非單純追求固態(tài)化。液態(tài)、半固態(tài)和全固態(tài)都是實(shí)現(xiàn)高性能電池的手段，而非目的。因此，學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和政府需要重新審視電池技術(shù)發(fā)展的方向，避免將手段誤認(rèn)為目的。在推動(dòng)電池技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，亟需構(gòu)建以性能為導(dǎo)向的務(wù)實(shí)的評(píng)價(jià)范式：將能量密度、循環(huán)穩(wěn)定性、快充能力、安全性能和成本效益等核心性能指標(biāo)作為首要考量，而非拘泥于"絕對(duì)固態(tài)"的形式主義標(biāo)準(zhǔn)。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，全固態(tài)電池（All Solid-State Battery）僅僅是實(shí)現(xiàn)下一代儲(chǔ)能目標(biāo)的可能技術(shù)方案之一，而非終極目標(biāo)。因此，我們鄭重建議政策制定者秉持開(kāi)放創(chuàng)新的理念，積極支持通過(guò)多路徑協(xié)同發(fā)展的電化學(xué)技術(shù)路線(xiàn)，共同推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。
本文是對(duì)以下研究論文的概要性介紹，如需了解完整研究?jī)?nèi)容，請(qǐng)查閱原文：Zhiyong Li, Sisi Peng, Lu Wei, Xin Guo, Why Will Polymers Win the Race for Solid-State Batteries? Advanced Science, 2025, e10481.
https://doi.org/10.1002/advs.202510481