摘要：干法工艺是一种可持续且前景广阔的全固态电池制备方法，通过消除溶剂的使用简化了制造流程。然而，目前尚未建立一种实用的制备设计，以实现薄且机械性能稳固的固态电解质（SSE）层。

干法工艺是一种可持续且前景广阔的全固态电池制备方法，通过消除溶剂的使用简化了制造流程。然而，目前尚未建立一种实用的制备设计，以实现薄且机械性能稳固的固态电解质（SSE）层。

在此，加州大学圣地亚哥分校陈政团队报道了一种干法工艺，通过共轧厚SSE与正极材料，同时实现了均匀的薄SSE层（50 μm）和高负载正极层（5 mAh cm⁻²），且正极活性材料比例高达80 wt%。

这种SSE-正极一体化薄膜展现出优异的物理性能和循环稳定性（500次循环后容量保持率>80%），并在低堆叠压力（2 MPa）下表现优于独立制备的对照组，这归功于共轧过程中构建的强化且紧密的SSE-正极界面。

此外，研究还展示了一种全固态软包电池，其在30°C和5 MPa条件下实现了高堆叠比能量（310 Wh kg⁻¹）和能量密度（805 Wh L⁻¹）。

图1. 电化学性能

总之，该工作提出了一种共轧干法工艺，用于制备全固态电池，有效降低了固态电解质（SSE）层的厚度，同时显著减少了机械故障的风险。共轧薄膜因共轧过程中形成的稳固SSE-正极界面而表现出优异的物理性能。该界面不易形成空隙，从而在低堆叠压力（2 MPa）下显著提升了电池的循环稳定性（500次循环后容量保持率>80%），优于传统独立制备的对照组。

通过结合硅负极，研究还展示了一种高能量密度的全固态软包电池，其堆叠比能量和能量密度分别达到310 Wh kg⁻¹和805 Wh L⁻¹。因此，该项工作为全固态电池的实际应用提供了一种可持续、可扩展的制备和界面设计策略。

图2. 电池性能

Robust interface and reduced operation pressure enabled by co-rolling dry-process for stable all-solid-state batteries, Nature Communications 2025 DOI: 10.1038/s41467-025-59363-4

陈政，加州大学圣地亚哥分校教授，2007年本科毕业于天津大学，博士师从加州大学洛杉矶分校卢云峰教授，随后在斯坦福大学从事博士后研究工作（导师：鲍哲南院士和崔屹院士）；2016年加入加州大学圣地亚哥分校。长期从事储能与催化材料的研究和开发，超低温电池，锂离子电池回收以及电池安全设计。

来源：朱老师讲VASP