中国粉体网讯 固态电池被视为下一代锂电池技术的核心方向，凭借高能量密度、高安全性和宽温区运行等显著优势，展现出巨大的应用潜力。与传统液态锂电池相比，固态电池的能量密度可提升40–50%，并能够有效避免电解液泄漏和热失控风险。然而，固态电池产业化仍受到其界面问题制约。
全固态电池电极-固态电解质之间的界面，容易存在严重的化学/电化学副反应，导致巨大的界面阻抗，并消耗活性锂，造成容量衰减，影响全固态电池的循环寿命、倍率性能及可靠性。
固态电池正、负极和电解质材料的表面包覆，可有效改善固态电池的界面问题，改善界面处的电荷转移，防止接触损失，降低界面电阻。传统包覆方法如溶胶-凝胶、化学气相沉积虽然能一定程度上缓解界面问题，但存在涂层不均匀、厚度难以控制、对复杂多孔结构适应性差等缺陷。
原子层沉积技术（Atomic Layer Deposition, ALD）有望有效解决全固态电池界面问题。
原子层沉积（ALD）是一种基于有序、表面自饱和反应的薄膜或纳米颗粒生长技术，属化学气相沉积技术领域。通过前驱体交替暴露于衬底表面，可以在原子水平精准控制薄膜的厚度和组成。自上世纪七十年代ALD技术被首次研发以来，该技术已被广泛应用于半导体、催化、储能、医疗等领域。随着更多种类前驱体的不断发现和新型ALD技术的开发，ALD作为一项先进的表面包覆技术在电池领域展现出广阔的应用前景。
使用原子层沉积（ALD）可以在正极、负极和固态电解质表面包覆一层很薄的界面缓冲层，隔绝反应，改善界面稳定性、降低阻抗、提升机械与化学兼容性。
ALD在正极材料中的应用
LiCoO2（LCO）以其高体积能量密度和良好导电性，主导消费电子市场。然而，目前商用LCO的充电截止电压通常限制在4.3–4.5V（vs. Li/Li+），实际比容量仅为150–180mAh/g，远未达到274mAh/g的理论值。将电压提升至4.7V可显著提高容量和能量密度，但会引发表面副反应加剧和严重的不可逆相变，导致电化学性能急剧下降。
来自江汉大学李煜宇副教授、李兆槐副教授、解明教授和澳大利亚伍伦贡大学彭建副研究员通过基于粉末原子层沉积（ALD）的精准纳膜包覆和掺杂（PNCD）技术，在商用LCO表面精准构筑了一种集合了超薄LiAlO2包覆层和Al元素梯度掺杂的新型多功能表面结构，该结构同时抑制LCO与电解液之间的副反应和体相不可逆相变，实现了LCO正极材料在4.7V高截止电压下的电化学性能突破。
ALD在负极材料中的应用
锂金属负极因其较高的理论比容量（3860 mAh g−1）和最低的还原电位−3.04V（vs. SHE）被视为负极材料中的“圣杯”。但锂金属本身的高化学/电化学反应活性导致其在电化学沉积/剥离过程中极易发生针状锂枝晶的生长，使锂金属电池面临内短路的安全隐患。
江汉大学李兆槐、李煜宇、解明教授团队联合浙江大学陆俊教授以及美国阿贡国家实验室李坚涛研究员利用原子层沉积技术（ALD）在碳纳米管表面构筑“温和”亲锂位点，设计出超薄高导电中间层，首次提出“温和”锂吸附位点可优化锂沉积行为，并协同三维导电网络激活“死锂”，为高能量密度锂金属电池的产业化提供了新思路，有助于锂金属负极领域的研究及实际应用。
针对固态电池产业化发展现状，中国粉体网联合合源锂创、江苏省企业发展工程协会将于2025年9月23-24日在江苏· 苏州举办第七届高比能固态电池关键材料技术大会。为致力于固态电池技术开发的企业，科研院校，以及新能源汽车、储能、消费电子等终端企业提供信息交流的平台，开展产、学、研合作。届时，来自江汉大学的解明教授将作题为《原子层沉积技术在固态电池中的应用和产业化进展》的报告。
专家简介：
解明，国家海外高层次人才特聘教授、湖北省特聘专家、国务院重点华侨华人创业团队带头人。先后在美国能源部阿贡国家实验室、科罗拉多大学、新能源国家实验室、江汉大学，主要从事微纳颗粒表界面原子层级制造技术和纳米纤维隔膜的研究与应用。目前，解明教授在国际知名杂志上发表论文50余篇，参与/主持工信部、科技部和省级多项颠覆性重点研发计划、重大专项，研究经费近4000万元。牵头建立《原子层沉积粉体包覆设备》团体标准和《超级电容器纸》行业标准。获授权发明专利57项。获得省部级科技奖一等奖2项、二等奖8项，其他创新创业类奖项20余项。创办的公司融资超过1亿元，估值4.5亿元。
参考来源：
能源学人《江汉大学、伍伦贡大学Angew：粉体原子层沉积（ALD）实现 4.7 V钴酸锂正极！》
科学材料站《江汉大学第一单位最新Nature communications：具备死锂激活效应的中间层应用于Ah级超高镍锂金属电池》
复纳科技《从界面难题到产业化：ALD 技术助力固态电池新纪元》
（中国粉体网编辑整理/乔木）
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