5月15日，由中国化学与物理电源行业协会指导，动力电池应用分会联合电池中国网共同主办的“电动航空及下一代电池技术(CIBF2025深圳)交流会”在深圳举办。中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所所长、研究员成会明，作题为《固态电池用二维固态电解质材料》的主旨发言。

图为中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所所长、研究员成会明作主旨发言

　　固态电池是未来电池领域的重要发展方向。资料显示，人类对固态电池和相应的固态电解质研究历史非常长，已达百年之久。成会明谈道，从1921年开始，行业就已经开始研究卤化物固态电解质，后来又发现氮化物、聚合物、氧化物、硫化物。

　　近5-10年来，固态电池质领域的研发非常快，国家也非常重视。成会明指出，固态电池最重要的是固态电解质，因为正负极材料和目前的液态电池变化并不大。现在行业研究的固态电解质大概有四类：以无机为主的氧化物、硫化物、卤化物，以及以有机为主的聚合物，这四类材料各有优缺点。

　　“无机固态电解质最大的优点，是离子传导率相对比较高，当然和液态比还是差，但相对高;同时热稳定性好，高电压稳定性相对好。但最大的问题是成本较高。”成会明分析，有机聚合物固态电解质的优点是成本较低，界面接触特性等比较好，但它的问题是离子传导率非常低，相对于无机物至少低一个数量级。

　　固态电解质面临的挑战显而易见，这给电池制造工艺带来很大难点。“我们就要想办法解决这个问题，尝试采用二维固态离子传导材料。”成会明谈道，这个材料最重要的是有个二维限域效应，一些理论研究和实验预测，二维限域空间可能会加速离子传导。

　　“空间大小不一所产生的效应不一样，比如界面效应、分子筛效应、溶剂扩散效应、量子效应等，因此二维可能极大促进离子传导”。成会明进一步解释，相关研究显示，二维材料离子传导和温度关系，远远好于其它固态电解质，特别是在低温下的特质。

　　既然这种材料是二维的有机固态电解质，是不是热稳定性也会有问题?成会明指出，相关实验表明，二维材料在溶液中浸泡也不分解，遇到明火也具有很好的阻燃性，而且这个材料高温下不变形。从原料成本看，它的成本基本和聚合物相当，因此具有很好的商业化前景。

　　但成会明同时也表示，二维材料也有一些问题，因为二维材料的阻隔，离子跨层传导就很差。因此“要想规模应用，还得需要大规模制备和组装，所以我们就没有选择二维无机纳米片，而选择了有机分子自组装。”

　　尽管二维材料有了一定改进，但是有没有更好的固态电解质，或者有没有其它新型的离子传导机制?成会明指出，一定要善于利用人工智能突破固态电解质的技术瓶颈，利用人工智能驱动固态电解质体系的设计，收集相应数据进行分析、构建模型、进行训练验证，从而加速固态电池研发。