全固态锂电池是下一代储能与车载动力核心方案，卤化物固态电解质兼具高离子传导与高电压稳定双重优势，但长期无法通过成熟湿法涂布工艺制备大面积薄膜，实验室成果难以向量产转化。宁波东方理工大学联合上海交通大学团队提出双溶剂超分子组装制备路线，解决溶剂副反应、粘结剂传输阻滞两大核心卡点，首次完成十层堆叠安时级卤化物软包电池稳定循环，打通实验室材料到量产电芯完整链路。

一、卤化物固态电解质产业化两大核心卡点

液态锂电池存在漏液燃烧安全隐患，全固态体系依靠无机固态电解质隔绝可燃电解液，能量密度与循环寿命同步提升。现有固态电解质分为氧化物、硫化物、卤化物、聚合物四类体系，硫化物室温离子传导速率接近液态电解液，但电化学稳定区间狭窄，无法匹配高电压三元、钴酸锂正极材料。卤化物固态电解质突破该局限，Li₃InCl₆室温离子电导率超过2 mS/cm，4.2V以上高压环境结构保持稳定，无需正极包覆改性即可匹配高电压正极，是高能量密度全电池最优选择之一。

材料实验室合成技术已经成熟，但规模化制造存在双重壁垒。第一种制备路线为干法成膜，全程不使用有机溶剂，材料相容性良好，但配套设备研发进度缓慢，难以对接现有锂电池产线。第二种是行业通用湿法涂布，现有溶剂会破坏卤化物颗粒表面结构，造成离子传导能力大幅衰减。同时商用聚合物粘结剂离子绝缘，常规添加比例2-5 wt%会阻塞锂离子传输通道，降低电芯倍率与循环性能。如果降低粘结用量，薄膜力学强度不足，涂布过程出现开裂、掉粉，无法制备连续完整电解质膜。

团队系统测试十一种低极性有机溶剂对Li₃InCl₆的相容性，将粉末浸泡溶剂十二小时后测试离子电导率保留率。芳香类、卤代烷烃溶剂会引发严重性能衰减，癸烷浸泡样品传导性能衰减幅度最小。多种表征手段验证性能衰减内在机理，溶剂会诱导颗粒表面析出三氯化铟杂质，堵塞颗粒间锂离子传输通道。XPS显示不同溶剂处理后三氯化铟占比差异明显，癸烷体系杂质生成量最低。XRD与⁷Li SSNMR证明溶剂仅改变颗粒表层组分，晶体本体结构无破坏，为兼容溶剂复配方案提供理论依据。

二、双溶剂超分子组装调控低固含高粘浆料

单一癸烷溶解粘结剂无法形成稳定涂布浆料，纯甲基环己烷溶解多嵌段聚合物会快速分层。团队将两种溶剂复配构建双溶剂体系，依靠溶剂对聚合物嵌段溶解差异实现分子级可控组装，在粘结剂添加量低于1wt%条件下制备高粘度均匀浆料。

实验选用SEEPS多嵌段共聚物作为粘结材料，分子链两端为聚苯乙烯链段，中间为聚烯烃柔性链段。甲基环己烷对两类链段均具备良好溶解能力，癸烷仅可溶解聚烯烃链，属于聚苯乙烯不良溶剂。混合溶剂体系中，癸烷占比提升会驱动聚苯乙烯链段依靠分子间作用力聚集，形成三维笼型超分子网络结构。溶剂配比精准调控浆料粘度，癸烷质量分数低于百分之十时溶液粘度无明显变化，配比提升至百分之三十后粘度大幅上涨，溶液转变类凝胶状态，满足涂布成型所需流变特性。紫外可见光谱检测聚苯乙烯特征吸收峰强度随癸烷比例同步升高，直接证明链段聚集程度持续增强。

图1. A不同癸烷添加比例下，SEEPS粘结剂在甲基环己烷/癸烷复配溶剂中的分散形态示意图。

B 两条SEEPS分子链内聚乙烯链段相互作用示意图。

C 质量分数1%的SEEPS分别溶于纯甲基环己烷、纯癸烷及不同配比甲基环己烷/癸烷混合溶液后的粘度曲线。

D 纯甲基环己烷、纯癸烷，以及各配比混合溶剂配制的1%SEEPS溶液紫外可见吸收光谱。

E 1%SEEPS分别溶解于纯甲基环己烷、纯癸烷与各类复配溶剂后的实物照片。

该组装机制具备普适性，环己烷搭配癸烷、甲基环己烷搭配异辛烷等多组溶剂组合均可实现同等粘度调控效果，工艺适配不同产线溶剂安全管控标准。传统单一溶剂浆料需要极高固相分数才能实现成型，固相含量接近理论堆积极限，工艺调整窗口极窄，量产容错率极低。双溶剂体系依靠超分子网络提升稀粘结溶液粘度，固相含量调控范围大幅拓宽，兼顾低粘结添加量与薄膜均匀性，解决涂布量产核心工艺矛盾。

三、双层卤化物固态电解质薄膜结构与性能

基于双溶剂浆料体系制备自立式双层固态电解质薄膜，上层硫化物电解质隔绝负极硅材料，避免卤化物与负极发生副反应，下层锂铟氯化物匹配高压正极，双层结构同时兼顾界面稳定与高离子传导。两种浆料分别使用对应配比双溶剂体系，锂铟氯化层粘结剂添加0.8 wt%，硫化物层粘结剂0.9 wt%，粘结整体占比远低于行业常规水平。

涂布工艺制备二十四厘米乘八厘米大面积完整薄膜，折叠一百八十度无断裂，拉伸测试可承受百分之十形变，力学性能对标干法制备固态膜。截面扫描电镜观测双层分界清晰，元素面扫描显示硫、磷、氯、铟四种元素均匀分布，薄膜孔隙率控制在百分之五以内，无机导电相连续贯通。室温离子电导率达到1.26 mS/cm，直流电测试电子电导率仅3.21×10^-10 S/cm，离子传导占据绝对主导。宽温区间性能测试显示十摄氏度至八十五摄氏度范围内离子电导率稳步提升，高低温工况均可稳定工作。

XRD、拉曼光谱、固体锂核磁多项表征证明成膜全过程电解质晶体结构无破坏，无溶剂诱导杂质大量生成。湿法涂布六十微米超薄锂铟氯化层搭配八十微米硫化层，干膜总厚度一百四十微米，调整湿膜厚度可制备六十一微米超轻薄双层膜，大幅降低电芯非活性组分占比，提升系统能量密度。

四、纽扣全电池长循环与高压高载验证

采用NCM88正极、微米Si负极搭配双层电解质薄膜组装固态扣式电池，零点一倍率初始放电比容量207.45 mAh/g，首次库仑效率90.47。倍率测试0.1C至2C容量衰减平缓，2C仍保持72.73 mAh/g可逆容量。0.2C两百次循环容量保留83.7%，0.5C六百次循环容量维持初始71.3%，循环稳定性优于现有湿法制备固态电池报道数据。

研究重点验证低压堆叠与高面载工况适应性，常规固态电池需要两百兆帕高压维持界面接触，该薄膜体系在5MPa低压下100次循环容量保留82.1%，大幅降低电芯封装与设备压力要求。正极面载提升至23 mg/cm²时0.1C面容量3.91mAh/cm²，100次循环剩余2.99 mAh/ cm²，高负载工况界面接触稳定，无明显容量跳水。同规格体系面容量与循环寿命对比，该工作综合性能领先已公开硫化、卤化物湿法固态电池成果。

五、安时级多层堆叠软包电池实现突破

依托双层电解质薄膜成熟涂布工艺，团队制备6层、10层两种堆叠结构安时级卤化物全固态软包电池，电芯尺寸60mm×80mm，正极负极电解质预留安全封边尺寸，X-CT可清晰分辨每层电极与电解质分层，堆叠结构规整无错位褶皱。

图2. 软包电池数据。

6层标称1Ah软包电池0.1C充电容量0.94 Ah，0.2C倍率两百次循环容量保留98.7%。10层堆叠标称1.8Ah电芯0.2C实测放电容量1.45Ah，100次循环容量维持95.1%。倍率性能覆盖0.05C至0.5C区间，低倍率容量衰减幅度小，具备快充应用潜力。电芯累计稳定运行超1000小时，是首份多层堆叠安时级卤化物软包电池完整实验数据。现有文献仅停留在小型纽扣电池或单层薄片电芯，本工作填补卤化物固态电池放大制造研究空白，直接验证湿法涂布路线工业化可行性。

六、研究总结与后续研发方向

本工作针对卤化物固态电解质湿法涂布两大核心难题，筛选甲基环己烷与癸烷复配兼容溶剂，依靠多嵌段聚合物双溶剂超分子组装构建低粘结高稳定涂布浆料，自主开发自立式双层卤化物固态电解质薄膜。薄膜兼具高离子电导率、优异力学性能与宽电化学窗口，小型扣式电池高低压、高面载、低压工况循环性能突出，首次实现十层堆叠1.45Ah卤化物全固态软包电池稳定循环，打通卤化物固态电池实验室到放大制造关键链路。

后续研究将持续优化溶剂闪点与环保特性，开发全高闪点无苯双溶剂配方，进一步提升产线安全等级。调整聚合物分子结构优化超分子组装响应区间，拓展适配更高电压钴酸锂、富锂锰基正极体系。推进卷对卷连续涂布中试验证，优化大尺寸电芯热压封装工艺，持续提升软包电池容量与循环寿命，推动卤化物全固态电池早日实现装车示范应用。