西安電子科技大學材料科學與工程學院新能源納米技術研究團隊於2026年11月6日在國際化學頂尖期刊《中國科學：化學》（Science China Chemistry）發表全固態電池界面工程重大突破論文；研究團隊針對硫化物固體電解質與金屬鋰負極之間嚴重的界面副反應及致命鋰枝晶穿刺問題，開創性地設計並製備出一種超薄銦基功能性複合人工界面保護層，在0.5C充放電測試倍率下使硫化物全固態鋰金屬電池在連續進行300次深度充放電循環後的電池容量保持率高達82.3%，而未作任何表面改性處理的純鋰金屬對照組在循環測試僅百餘次後便因嚴重副反應導致容量衰減至43.0%以下，標誌着阻礙高能量密度全固態鋰電池走向工業實用化的核心界面降解瓶頸取得了決定性實證突破。
硫化物全固態鋰金屬電池界面保護塗層核心電化學測試指標
- 人工防護塗層核心功能材料：納米級超薄銦基自修複合金相保護層
- 臨界電流密度（CCD）提升幅度：較未改性界面提升 2.8 倍達 3.5 mA/cm²
- 電化學工作溫度與測試工況：25℃ 室溫工況，實現無外加超高壓長循環
爲何硫化物全固態電池的負極界面被稱爲「材料學死結」？
在目前全球主流探索的三大固態電解質路線（氧化物、聚合物與硫化物）中，硫化物固態電解質由於具備極高的室溫離子電導率（部分材料超過10⁻² S/cm，堪比傳統易燃液態電解液）以及優良的機械可塑性，被豐田、寧德時代等跨國動力電池巨頭普遍視作實現超500 Wh/kg能量密度全固態動力電池的最優解。
然而，硫化物電解質在化學與電化學熱力學上對超高活性的金屬鋰負極極度不穩定。在反覆的充放電循環過程中，金屬鋰會自發還原硫化物電解質，在界面處生成離子電導率極低的硫化鋰和磷化鋰降解碎屑，導致電池內部界面接觸電阻呈指數級飆升。更致命的是，高電流充放電容易在界面微觀缺陷處誘發堅硬的針狀金屬鋰枝晶，迅速刺穿固態電解質骨架造成電池內部微短路失效，這也是全固態電池長期困在實驗室樣品階段的根本根源。
納米級銦基人工塗層如何實現界面原位動態自癒合？
西安電子科技大學科研團隊的破局靈感源自對合金相原位動態演變的微觀調控。研發團隊通過氣相可控沉積技術，在金屬鋰負極表面構築了一層厚度僅爲幾十納米的梯度漸變銦基功能薄膜。
在電池初次充放電的微觀電化學反應中，表面銦原子迅速與沉積的活性鋰原子發生自發自限合金化反應，就地轉化爲兼具優異離子導電性與電子絕緣性的固態鋰銦合金界面相。這種緻密的合金相充當了一道堅不可摧的人工物理屏障，徹底隔絕了高活性金屬鋰與硫化物電解質的直接化學接觸。更關鍵的是，在持續的充放電過程中，當局部微區出現應力集中時，具有極佳延展性的銦基合金能夠發生動態蠕變塑性流變，主動填平微觀孔隙，從而將鋰離子的沉積通量均勻分散在整個宏觀電極表面，徹底消除了誘發鋰枝晶萌生的局部高電流密度熱點。
固態電池產業化落地與動力電池能量密度未來走向何方？
這項界面工程技術的突破在國際先進能源材料界引起了強烈震動。在保持82.3%超高容量保持率的同時，該電池體系在完全不依賴數兆帕（MPa）超高外加機械夾具壓力的常態化組裝條件下，實現了室溫工況下的穩定長週期運行，極大降低了全固態電池系統在乘用車底盤集成（CTP）時的結構複雜性與附加重量。
動力電池行業技術專家指出，解決負極界面的兼容性與枝晶難題是打通全固態電池商業化「最後一公里」的勝負手。
