西安电子科技大学材料科学与工程学院新能源纳米技术研究团队于2026年11月6日在国际化学顶尖期刊《中国科学：化学》（Science China Chemistry）发表全固态电池界面工程重大突破论文；研究团队针对硫化物固体电解质与金属锂负极之间严重的界面副反应及致命锂枝晶穿刺问题，开创性地设计并制备出一种超薄铟基功能性复合人工界面保护层，在0.5C充放电测试倍率下使硫化物全固态锂金属电池在连续进行300次深度充放电循环后的电池容量保持率高达82.3%，而未作任何表面改性处理的纯锂金属对照组在循环测试仅百余次后便因严重副反应导致容量衰减至43.0%以下，标志着阻碍高能量密度全固态锂电池走向工业实用化的核心界面降解瓶颈取得了决定性实证突破。
硫化物全固态锂金属电池界面保护涂层核心电化学测试指标
- 人工防护涂层核心功能材料：纳米级超薄铟基自修复合金相保护层
- 临界电流密度（CCD）提升幅度：较未改性界面提升 2.8 倍达 3.5 mA/cm²
- 电化学工作温度与测试工况：25℃ 室温工况，实现无外加超高压长循环
为何硫化物全固态电池的负极界面被称为「材料学死结」？
在目前全球主流探索的三大固态电解质路线（氧化物、聚合物与硫化物）中，硫化物固态电解质由于具备极高的室温离子电导率（部分材料超过10⁻² S/cm，堪比传统易燃液态电解液）以及优良的机械可塑性，被丰田、宁德时代等跨国动力电池巨头普遍视作实现超500 Wh/kg能量密度全固态动力电池的最优解。
然而，硫化物电解质在化学与电化学热力学上对超高活性的金属锂负极极度不稳定。在反复的充放电循环过程中，金属锂会自发还原硫化物电解质，在界面处生成离子电导率极低的硫化锂和磷化锂降解碎屑，导致电池内部界面接触电阻呈指数级飙升。更致命的是，高电流充放电容易在界面微观缺陷处诱发坚硬的针状金属锂枝晶，迅速刺穿固态电解质骨架造成电池内部微短路失效，这也是全固态电池长期困在实验室样品阶段的根本根源。
纳米级铟基人工涂层如何实现界面原位动态自愈合？
西安电子科技大学科研团队的破局灵感源自对合金相原位动态演变的微观调控。研发团队通过气相可控沉积技术，在金属锂负极表面构筑了一层厚度仅为几十纳米的梯度渐变铟基功能薄膜。
在电池初次充放电的微观电化学反应中，表面铟原子迅速与沉积的活性锂原子发生自发自限合金化反应，就地转化为兼具优异离子导电性与电子绝缘性的固态锂铟合金界面相。这种致密的合金相充当了一道坚不可摧的人工物理屏障，彻底隔绝了高活性金属锂与硫化物电解质的直接化学接触。更关键的是，在持续的充放电过程中，当局部微区出现应力集中时，具有极佳延展性的铟基合金能够发生动态蠕变塑性流变，主动填平微观孔隙，从而将锂离子的沉积通量均匀分散在整个宏观电极表面，彻底消除了诱发锂枝晶萌生的局部高电流密度热点。
固态电池产业化落地与动力电池能量密度未来走向何方？
这项界面工程技术的突破在国际先进能源材料界引起了强烈震动。在保持82.3%超高容量保持率的同时，该电池体系在完全不依赖数兆帕（MPa）超高外加机械夹具压力的常态化组装条件下，实现了室温工况下的稳定长周期运行，极大降低了全固态电池系统在乘用车底盘集成（CTP）时的结构复杂性与附加重量。
动力电池行业技术专家指出，解决负极界面的兼容性与枝晶难题是打通全固态电池商业化「最后一公里」的胜负手。
