全固態電池商業化的關鍵先生——馬騁教授

馬騁，中國科學技術大學材料科學與工程系教授、博士生導師、中組部海外高層次人才引進計劃入選者。馬騁教授于2006年在清華大學（北京）獲得學士學位，2012年在美國愛荷華州立大學獲得博士學位，2012-2013年和2013-2016年分別在愛荷華州立大學和美國橡樹嶺國家實驗室進行博士后研究，2016年加入中國科學技術大學，任教授、博士生導師。馬騁教授長期聚焦全固態電池關鍵材料和器件的研究，發現了氯化鋯鋰、氧氯化鋯鋰、氧硫化磷鋰等一系列低成本、高性能固態電解質，為全固態電池的商業化克服了重大瓶頸。馬騁教授近幾年的主要成果以通訊作者發表在Nature Materials、Nature Communications、Angewandte Chemie、Nano Letters等國際高影響力期刊上。

主要研究成果

2021年7月20日，馬騁教授團隊設計并合成了一種新型氯化物固態電解質—氯化鋯鋰（Li₂ZrCl₆）。這一材料成功將50微米厚度時的原材料成本降低至1.38美元/平方米，罕見的遠遠低于10美元/平方米這一確保全固態電池市場競爭力的閾值，而此前最廉價的氯化物固態電解質相對應的成本為23.05美元/平方米，遠遠超過這一閾值。除此之外，氯化鋯鋰在濕度高達5%（對應露點-15℃）時仍保持穩定，因此其合成和儲存對氣氛的要求并不苛刻，進一步降低了生產成本。該成果以“A cost-effective and humidity-tolerant chloride solidelectrolyte forlithium batteries”為題發表在國際著名學術期刊Nature Communications上。

2023年6月27日，馬騁教授團隊報道了一種新型固態電解質——氧氯化鋯鋰，它的綜合性能和目前最先進的硫化物、氯化物固態電解質相近，但成本不到后者的4%，很適合產業化應用。該成果以“A cost-effective, ionically conductive and compressible oxychloride solid-state electrolyte for stable all-solid-state lithium-based batteries”為題發表在國際著名學術期刊Nature Communications上。

2024年6月30日，中國科學技術大學馬騁教授開發了一種新型硫化物固態電解質。這種固態電解質在展示硫化物固態電解質固有優勢的同時，實現了其它硫化物固態電解質所無法達到的極其低廉、適合商業化的成本。該成果以“A Cost-Effective Sulfide Solid Electrolyte Li₇P₃S_7.5O_3.5 with Low Density and Excellent Anode Compatibility”為題發表在國際學術期刊Angewandte Chemie International Edition上。

2025年7月11日，馬騁教授團隊利用一種新興的球差校正電鏡成像技術——積分差分相位襯度像（iDPC）——成功實現了對固態電解質晶格中鋰的原子級成像，并以此發現鈣鈦礦固態電解質的晶格中除了傳統認知的A位和O4空隙位以外，還存在第三個可容納鋰的晶體學位點，從而提出了新的離子傳輸機理。相關研究成果以“Atomically Determining the Interstitial Lithium in the Three-Dimensional Lattice of a Lithium-Ion-Conducting Solid Electrolyte”為題發表在Nano Letters上。

固態電池合作

2024年12月16日，五礦新能源材料（湖南）股份有限公司與馬騁教授科研團隊及其創立的合肥固寧紀元新能源科技有限公司簽署了《全固態電池用高鎳正極材料開發》及《全固態電池開發戰略合作協議書》合作。

其中，五礦新能與馬騁教授科研團隊簽署了《全固態電池用高鎳正極材料開發》合作合同，雙方將在未來2年內共同開發適配全固態電池的先進正極材料，采取技術共享、聯合研發、產業鏈協同等多元化合作方式，共同推動全固態電池領域的技術創新與發展。

五礦新能與固寧紀元簽署《全固態電池開發戰略合作協議書》，雙方在協議中一致同意加強前沿技術研究與產品開發合作、產品供應和產能布局合作，發揮各自優勢，構建開放創新的全固態電池產業生態體系，共同推動全固態電池技術的商業化應用進程。

信息來源：中國科學技術大學官網、五礦新能、中國科學技術大學先進技術研究院、能源學人

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