2020年11月，國務院辦公廳印發《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035）》，提出加快固態動力電池技術研發及產業化是“新能源汽車核心技術攻關工程”，這充分表明：固態動力電池技術研發已經上升為國家戰略。因此，加快推進固態鋰電池研發已刻不容緩。鑒于固態聚合物電解質在柔韌性和可加工性等方面的優勢，聚合物固態鋰電池是實現高安全、高比能固態鋰電池的可靠方案。然而，聚合物固態鋰電池依然存在高電壓界面相容性差、固/固多重界面載流子傳輸困難、長循環過程中固/固界面接觸失效等問題。因此如何進一步保證固態聚合物鋰電池中固/固多重界面相容性穩定性以及提升動力學傳輸能力已經成為橫亙在固態聚合物鋰電池從實驗室基礎研究到工程化應用之間不得不逾越的一條鴻溝。 

　　青島能源所固態能源系統技術中心深耕“剛柔并濟”聚合物電解質關鍵材料10余載，已經形成了特色電解質材料體系和規?；圃旒夹g。針對上述瓶頸問題，提出并發展了原位固態化界面融合技術，構筑電極/電解質一體化緊密結構，有效提升了固態聚合物鋰電池界面相容性和循環穩定性。  

　　“羅馬不是一天建成的”。固態能源系統技術中心從2010年開始布局固態電池原位固態化技術。2016年，該技術中心借鑒固態電解質界面（SEI）思路，將碳酸亞乙烯酯原位固態化構筑了聚碳酸亞乙烯酯一體化固態聚合物鋰電池，顯著提升了界面相容性和循環穩定性（Adv. Sci., 2017, 4, 1600377；ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 13588-13597；ZL201610208379.4；ZL201610208378.X）。2017年，為進一步提升電解質的電化學穩定性，該技術中心又利用原位固態化技術開發出可用于5 V鋰電池的電解質體系（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 41462）。為解決自由基原位固態化中液態小分子帶來安全問題，該中心發展了基于低溫共熔體原位固態化構建固態聚合物電解質（PDES-CPE）的新方案。由于前驅體采用的是固體小分子，從很大程度上抑制了殘留液體單體可能發生的副反應對鋰電池的不利影響（Chem. Mater., 2020, 32, 9167-9175；Small, 2020, 1907163；CN201910479254.9）。 

　　基于傳統自由基原位固態化構建的固態聚合物電解質普遍會引入偶氮二異丁腈（AIBN）等引發劑，其與負極兼容性差（尤其是鋰金屬），會惡化電池性能。為有效避免額外引發劑引入帶來雜質等問題，固態能源系統技術中心將鋰鹽作為前聚體聚合的引發劑，開展了系列化工作。首先將聚乙二醇二縮水甘油醚作為聚合前聚體，將LiTFSI作為主鹽，LiODFB作為聚乙二醇二縮水甘油醚陽離子開環聚合的引發劑，原位聚合得到了固態聚合物電解質（Adv. Sci., 2017, 4, 1700174）。該中心又通過LiODFB（既做主鹽又做引發劑），引發三聚甲醛/丁二腈低溫共熔體聚合制備出具有超分子結構的新型室溫固態聚合物電解質，實現了4.3 V LiCoO2/鋰金屬電池的室溫穩定運行（Adv. Sci., 2020, 7, 2003370；J. Electrochem. Soc., 2020, 167, 070527；PCT/CN2020/074805；CN201911357076.9）。 

　　圖1. 原位固態化界面融合技術解決固態電池固/固界面問題 

　　利器添翼、良工謀事?；谏鲜鲅芯炕A和技術積累，固態能源系統技術中心成功研制出高安全、高比能固態鋰離子電池；同時該技術入選了2020“全球新能源汽車前沿技術”；承擔的國家重點研發計劃新能源汽車專項---高比能固態鋰電池技術項目以優秀的成績順利通過了項目中期考核。截至目前，固態能源系統技術中心在固態鋰電池相關成果與技術方面已申請PCT專利6項，申請國家專利97項，授權68項，形成了具有完全自主知識產權的原位固態化界面融合核心技術的技術包。另外，根據中國科學院文獻情報中心對“聚合物固態電池”這一主題的檢索和全面分析，自2016年1月1日至2020年2月14日，崔光磊研究員以59篇發文量排名全球榜首。這必將極大提升我國在聚合物固態電池關鍵材料和核心技術領域的國際話語權和國際影響力。 

　　原位固態化界面融合技術與現有商品液態鋰離子電池生產工藝十分契合，所以該技術已經得到行業的高度認可，現已成為下一代動力電池主流技術。未來固態能源技術中心將不斷優化和升級該技術，進一步開發和拓展在更廣泛領域應用的高安全、高比能固態鋰電池，為全球動力電池發展貢獻中國的解決方案。 

　?。ㄉ鲜鲅芯抗ぷ鞯玫搅藝医艹銮嗄昕茖W基金、國家重點研發計劃新能源汽車專項、中國科學院戰略先導A、中國科學院重點部署項目等的支持與資助）