固态电池突破：2000次循环后容量衰减低于5%

11月9日，加州大学圣迭戈分校工程团队主导的一项最新研究，为固态电池的发展带来了突破性进展。

研究人员提出一种全新的合金设计方案，能够显著提升离子传输速度与电极稳定性，有望加速下一代固态电池的商业化进程。该研究成果已于10月31日发表在《自然·通讯》期刊。

这项研究聚焦于金属合金负极的结构调控，特别是锂铝合金中锂离子的传导机制。团队发现，通过调控锂铝两种元素的配比，能够改变合金内部两种不同晶相的比例——富含锂元素的β相与锂含量较低的α相。每种晶相如同为离子运动铺设了独特的"地形"，直接决定了电池的充放电速度与使用寿命。

实验结果显示，β相形成的传输通道能使锂离子迁移速度较α相快上百亿倍。这些富含β相的合金材料不仅提升了离子传导效率，还形成了更致密、更稳定的电极结构，显著改善了电极与固态电解质之间的界面质量。

在实际测试中，采用富β相电极的电池展现出优异的循环性能，在经历2000次充放电循环后仍能保持高效的容量与速率表现。这意味着研究团队首次直接证实了β相分布与锂离子扩散行为之间的内在关联，为电极材料的优化设计提供了全新思路。

加州大学圣迭戈分校的郑晨教授与全有珠博士领导了此项研究，合作机构包括加州大学欧文分校、加州大学圣塔芭芭拉分校以及LG新能源。研究获得了LG新能源与加州大学圣迭戈前沿研究实验室的联合支持。

研究团队强调，这一成果不仅实现了材料性能的突破，更开创了可调控合金相结构的设计范式。通过精确调控晶相分布，工程师能够主动构建材料内部的"离子高速通道"，而不必依赖材料自身的随机结构，这将显著推动高性能固态电池的研发进程。

研究人员指出，这种设计方法为未来基于合金电极的固态电池技术指明了发展方向，特别适用于对能量密度和快速充电性能要求较高的电动汽车领域。随着固态电池技术成为能源存储研究的重点方向，此类突破性成果有望加速实验室技术向产业化应用的转化。

附论文地址：
https://www.nature.com/articles/s41467-025-64386-y