聚焦氧化物固态电解质，攻坚全固态电池产业化难题

在固态电池中，固体电解质材料是决定电池性能的核心，其材料品类及与正负极的匹配效果直接影响电池的能量密度、安全性、循环寿命和倍率性能。目前，氧化物固态电解质体系因兼具良好的热稳定性、化学稳定性和较高的安全性，已成为固液混合电池和全固态电池产业化发展的主流方向之一。

氧化物固态电解质的主要类型包括石榴石型（如LLZO）、NASICON型（如LATP）、钙钛矿型（如LLTO）和非晶态LiPON等。其中，LLZO因对金属锂负极稳定、电化学窗口宽而备受关注；LATP则因成本低、空气稳定性好，适用于高电压正极体系。

面向国家战略需求开展固态电池研究工作，郭向欣教授在氧化物固体电解质及固态电池的基础研究和产业化方面成绩突出。获批新能源汽车专项2023年度全固态锂离子电池技术重点研发计划（2023YFB2503900），担任首席科学家；获批并承担国家自然科学基金联合基金重点项目（U1932205）、山东省重点研发计划重大项目（2021CXGC010401），担任首席科学家。2025年4月主持的《石榴石型固态锂金属电池中的界面调控与性能优化》荣获山东省自然科学二等奖（排名第一）。

积极推动校企合作，郭向欣教授受聘东风汽车集团有限公司研发总院首席科学家。响应国家号召，推动产业化平台建设，获批成立的固态电池山东省工程研究中心作为青岛固态电池中试平台入选首批工业和信息化部重点建设名单。

2025年，郭向欣教授团队主要围绕氧化物及聚合物固态电解质关键材料设计、多尺度界面化学行为解析及固态电池性能优化，在复合电解质膜设计构筑、电解质/电极界面等方面开展了系列研究工作，发表高水平学术论文十余篇，包括Energy Environ. Sci.、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy、J. Energy Chem.等。

目前，针对固态电解质粉体，郭向欣教授团队主要分两个方向研发：一是制备微米级粉体，二是调配纳米级电解质浆料，根据电芯的不同使用需求，针对性调控材料特性。除LLZO之外，当前热度较高的LATP材料也存在不少共性技术难题，团队正全力推进两类材料的产业化落地。

据了解，为加速前沿技术成果的产业化落地，郭向欣教授团队聚焦纳米氧化物固体电解质，开展了全固态电解质膜的专项研发工作。研究依托长程-短程-微区多级结构构筑理念，融合聚合物、氧化物、锂盐、支撑体等多元材料体系，以界面优化设计为核心，开发出有机-无机复合电解质膜，并持续迭代优化材料综合性能。

在基础研究阶段，团队重点攻关膜体渗流结构设计技术，构建有机相与无机相交织的复合型渗流界面，成功搭建高效锂离子快速传输通路，从结构层面保障电解质的离子传导能力。

致密度是决定有机-无机复合电解质膜性能的核心指标之一。团队通过纳米材料均匀分散、利用材料表面特性触发固化聚合等多种工艺手段，精准实现膜体致密度的可控调控。同时，系统研究锂盐解离作用机制，优化电极界面去溶剂化效果，进一步提升锂离子传输效率，完善电解质膜核心性能。

目前，团队已完成无支撑体电解质膜的卷对卷量产工艺开发。该电解质膜在25℃常温工况下，离子电导率可达3mS/cm，膜体厚度可稳定控制在十余微米，且材料热失重率极低，性能稳定性优异。

团队将该复合电解质膜适配磷酸铁锂体系制备全固态电池，经行业专家论证及试验验证，磷酸铁锂基全固态电池具备极高的产业化落地可行性，现阶段样品已实现数百次稳定循环。在三元622材料体系适配测试中，当充电电压控制在4.2V及以内时，电池可实现稳定正常循环；若进一步提升充电电压，仍存在多项关键技术瓶颈，这也是团队后续重点攻坚的核心技术方向。

中国粉体网将于2026年9月10-11日在湖南·长沙举办第八届高比能固态电池关键材料技术大会，依托对粉体合成、改性、装备及电池制造全链条的深刻理解，聚焦固态电解质粉体及先进正负极材料规模化制备、界面包覆改性、干法电极工艺及核心装备等产业化痛点。届时，青岛大学郭向欣教授将作题为《氧化物固体电解质与高性能固液固态电池研发进展》的报告。

专家简介：郭向欣，青岛大学二级教授、博士生导师，国家重点研发计划首席科学家，中国科学院百人计划，山东省泰山学者。主持国家重点研发、国家重大专项课题、国家自然科学基金委联合基金重点、面上项目、省部级重点、企业委托项目多项，长期深耕氧化物固体电解质与固态电池领域，相关基础研究与产业化成果在国内外行业内享有较高声誉。受聘为《无机材料学报》、《储能科学与技术》、《电源技术》和《交叉学科材料》杂志编委，担任中国硅酸盐学会固态离子学分会理事和山东省储能学会副理事长。

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