Nature 论文背后：一项新材料突破后，通向电芯的工艺链

2026年1月8日，中国科学技术大学马骋教授团队的全固态电池研究成果在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。论文报道了一种名为 LZACO（1.4Li₂O-0.75ZrCl₄-0.25AlCl₃）的非晶态氧氯化物固态电解质，在机械顺应性、离子电导率和综合成本三个维度同时实现了突破。

对产业界而言，这篇论文的看点不止于“又一种新材料”，更在于它提供了一个完整的产业化研究样本：从材料设计、合成验证，到基于干法工艺的电芯制备与循环测试，材料创新与工艺验证如何在同一体系内协同推进，最终获得“会对全固态电池做出重要贡献”的评价。

材料突破：LZACO实现三维度领先

在固态电解质研究中，离子电导率长期被视为最核心的指标。但电导率回答的是离子能否在材料内部顺利迁移，而决定一颗电芯能否长期稳定循环的，还有另一个同样关键的问题——固-固界面能否在反复充放电中持续保持接触。

液态电解质可以自发流动，浸润并填充电极表面的缝隙；固态电解质不具备这种能力。充放电过程中，电极活性材料反复体积胀缩，若电解质刚性过高、无法跟随形变，界面就会在循环中逐渐剥离、产生空隙，进而导致接触内阻上升、电流分布不均和容量衰减。

马骋教授团队给出的解决方案，是让材料本身"柔软"下来。LZACO作为一种非晶态氧氯化物固态电解质，硬度仅 0.22 GPa、杨氏模量仅 1.41 GPa——相比主流无机固态电解质，杨氏模量不到其 25%、硬度不到其 10%，可变形性远超同类材料。它无需很高的外部压力，就能通过塑性形变持续贴合电极颗粒，让电芯所需堆叠压力降至 5 MPa——一个实际应用中真正可达到的水平——并在 5 MPa 下实现数百次稳定循环。这意味着长期困扰固态电池的"高压力依赖"问题,在材料层面得到了根本性突破。

成本是这一材料的另一项重要突破。通过优化合成路径，LZACO 的综合生产成本降至 43.70 美元/升，低于 93.50 美元/升的商业化合理阈值。论文的成本测算不仅计入原材料，还覆盖了设备折旧、能源消耗、人员投入与厂房占用等完整环节——说明这一成本优势是在接近真实生产的条件下成立的，而非仅停留在材料配方层面。

从学术意义上看,LZACO首次在同一种材料上同时实现了高机械顺应性、高离子电导率和低成本三个目标,打破了以往"性能与成本不可兼得"的困局,为全固态电池的材料设计提供了新的范式。

图｜（a）不同类型固态电解质力学性能（硬度−杨氏模量）对比；（b）scNCM92复合正极的裂纹演化相场模拟；（c，d）Li-In | LPSCl-LZCO | scNCM92（c）和Li-In | LPSCl-LZACO | scNCM92（d）电池在0.1 C倍率和190 MPa堆叠压力下的充放电电压曲线；（e，f）上述LZCO基电池（e）和LZACO基电池（f）在经过10次循环后复合正极的微观形貌对比。

研究背后的“研发基础设施”

材料突破最终需要落地到可循环的电芯上。论文Methods部分明确记载,研究团队在软包电池制备中采用了干法成膜工艺(dry-film processing)，PTFE粘结剂用量仅0.5wt%。这一工艺选择并非偶然，而是由LZACO材料本身的特性决定的。

传统湿法工艺依赖 NMP 等溶剂将浆料涂布成膜，工艺成熟，但溶剂残留可能影响卤化物、硫化物等敏感体系，同时带来干燥能耗与溶剂回收压力。干法工艺不使用溶剂，依靠 PTFE 在剪切作用下纤维化，将电解质粉末辊压成自支撑膜，流程更短，对水氧敏感材料的兼容性也更好。对于 LZACO 这类需要在严格气氛保护下处理的材料，无溶剂、短流程的干法路线天然适配。

干法工艺链中，干法成膜不是把粉末简单压制成型。从粉末到电极膜，再到一颗可循环的电芯，需要经过原纤化、纤维网络强化、辊压成膜，以及后续的模切、叠片、焊接、等静压等多道工序。每一道工序的参数都会影响电极膜的均匀性、界面贴合度和最终电芯的一致性。

这条完整的干法工艺链，正是高能数造在干法电极领域持续深耕、反复验证的核心技术路径。

一项发表于《自然·通讯》上的固态电池材料研究，将取得突破的材料使用干法工艺制成电芯，依靠大量的重复实验，最终完成了材料测试。这也从侧面再次验证了干法电极路线在实际电芯中的可行性与稳定性 —— 干法这条技术路径，正在获得学术界越来越多的关注与认可。而高能数造作为干法电极领域长期的实践者与探索者，围绕粉材处理、干法成膜、电芯制备等关键环节，已形成了完整的干法工艺实验级至量产级整线解决方案。

高能数造的干法实验线按工序模块化集成，覆盖正极成膜段、电解质成膜段、负极成膜段与叠片封装段，配套全流程气氛保护系统，精准适配小批量原料处理与成型需求，让材料团队在研发阶段就能以最低的材料消耗，跑通从原料到电芯的完整流程。让实验室的材料创新能够快速转化为可测试、可对比的电芯数据。

对于科研团队而言，核心精力应当投入材料设计与机理研究，而非设备调试与工艺摸索。高能数造干法实验线整线随线配套的工艺方案与交钥匙完整的交付支持，让团队在实验线到位后能够快速进入电芯验证阶段，缩短从材料到电芯的研发周期，这也是干法电极实验线作为研发基础设施的意义所在。

图丨（a，b）Li-In | LPSCl-LZACO | scNCM92电池在4 C充电/0.33 C放电倍率下的首圈充放电曲线（a）和长循环稳定性（b）；（c，d）固态软包电池复合正极膜的光学照片；（e）Li | LPSCl-LZACO | scNCM92软包电池在30 °C、0.1 C倍率下的充放电电压曲线。

材料与工艺协同，把实验室发现推向产业化

回看这篇论文，LZACO 的材料创新是核心，它让低压力下的界面顺应性和低成本固态电解质成为可能；而干法工艺与实验线，为这些材料优势提供了从粉末到电芯的验证路径。两者缺一不可。

全固态电池的产业化，不会由单一环节的突破单独完成。材料科学家负责探索更好的电解质，装备与工艺团队负责提供可靠的制造与验证平台。高能数造希望做好的，正是后者——以稳定、高效、可快速落地的干法电极装备，助力更多科研成果走出实验室，走向可量产的电芯。

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