全固态电池被誉为下一代储能技术的“皇冠”。不过在其产业化落地的过程中，如何实现生产成本与性能的双重提升一直是个世界性的难题。

近日，宁波东方理工大学工学部讲席教授、物质与能源研究院院长孙学良团队联合美国马里兰大学莫一非教授、加拿大西安大略大学Tsun-Kong Sham教授，以“一种全固态电池用低成本、一体化卤化物材料（A cost-effective all-in-one halide material for all-solid-state batteries）”为题，发表在《Nature》。

该研究重点聚焦在一种低成本铁基卤化物材料，其将正极活性材料、电解质和导电剂的功能集于一身，并展现出电极层面的“自修复”能力——这项研究有望解决全固态电池在能量密度、循环寿命和成本方面的关键瓶颈，有利于全固态电池迈向商业化。

ASSB中的电极设计：传统复合正极与一体式正极

LixFe1.2Cl4卤化物材料的充-放电过程中的动态变化

此次研究成果，基于孙学良院士团队长期以来在卤化物离子超导体领域的长期研究及其成果。该团队及其合作者提出使用成本低廉的铁基卤化物作为正极材料，通过结构调控使其同时具有锂离子和电子混合导电能力，以及稳定的Fe2+/Fe3+氧化还原电对，实现“一体化”电极设计。

在充电过程中，材料会从一种坚硬的脆性状态转变为一种柔韧的延展状态。这种动态的“脆韧转变”能主动修复循环中产生的微观裂纹和空隙，为固态电极赋予“自我愈合”的能力，助力实现超长循环寿命。实验数据显示，在不含任何额外导电剂和固体电解质的情况下，该电极在5C的高倍率下循环3000次后，容量保持率约为90%。

该团队表示，这项工作证实了“一体化”卤化物是实现高能量密度、高耐用性全固态电池的一条极具前景的技术路线。这种材料不仅简化了电池制造工艺，更重要的是提供了一种可持续且经济高效的解决方案，有望加速全固态电池从实验室走向大规模工业化应用，例如电动汽车和大规模电网储能。

实验室研究场景

作为一所高起点、小而精、创新型、国际化的新型研究型大学，宁波东方理工大学持续致力于构建以创新为核心的科研生态体系，依托多学科交叉融合，推动前沿科技发展与应用。近年来，学校已在一流期刊上发表高水平科研论文525篇，包括3篇《Nature》、1篇《Science》。

学校现已获批5个省级平台和6个市级平台。就在本月初，浙江省科学技术厅公布2024年全省重点实验室认定结果，孙院士领衔申报的“全省全固态动力电池技术与应用重点实验室”成功获批。