在固態(tài)電池“多條技術路線并行”的競爭格局中，聚合物基路線因其易加工性、優(yōu)異的界面相容性和較好的成本效益而被寄予厚望，但其較差的離子電導率和界面穩(wěn)定性，卻成為產業(yè)化瓶頸。如今，這一局面有望被打破。

　　聚圣科技通過將鐵電材料科學融入電池設計，開創(chuàng)了一條名為“鐵電固態(tài)一體化”的新技術路徑，可有效解決長期困擾聚合物基固態(tài)電池的離子傳輸動力學難題，基于該技術開發(fā)的富鋰錳基/硅碳體系電池，能量密度已提升至400Wh/kg的新高度，將加速推動下一代高安全、高比能固態(tài)電池商業(yè)化落地進程。

圖為聚圣科技CEO周鋼作主題演講

　　在日前舉行的第十屆動力電池應用國際峰會(CBIS2025)上，聚圣科技有限公司CEO周鋼發(fā)表了題為《鐵電固態(tài)一體化：聚合物基固態(tài)電池新進展》的主題演講，系統(tǒng)闡述了其在固態(tài)電池技術路線上的創(chuàng)新突破與產業(yè)化布局。

01

原位固化技術實現規(guī)模應用

　　周鋼在演講中指出，固態(tài)電池發(fā)展的核心驅動力，源于能量密度與安全性之間的矛盾。聚圣科技選擇以原位固化聚合物技術作為產業(yè)化突破口，取得較好的實踐效果。該技術既保留聚合物電解質的柔性特質，可有效解決電極與電解質界面的相容性問題，又具備較高的離子電導率(4-6 mS/cm)，可在-20℃至80℃的寬溫域范圍內穩(wěn)定工作。

　　據介紹，經過多年的技術迭代，該公司已成功解決原位固化電解質，在運輸存儲、聚合均勻性、循環(huán)穩(wěn)定性等方面的行業(yè)共性難題，實現270-300Wh/kg高鎳三元固態(tài)鋰電池的批量生產。該電池體系在常溫、0.5C充放電條件下，可實現4000次循環(huán)，并通過了針刺、過充、熱沖擊等，多項嚴格安全測試，能全面滿足電動汽車國家標準要求。

02

創(chuàng)新提出鐵電固態(tài)一體化方案

　　隨著無人機、機器人等高端應用場景，對電池倍率性能要求的不斷提升，傳統(tǒng)原位聚合路線在阻抗特性方面的局限性，逐漸顯現。周鋼坦言：“市場洪流把我們推到了岸邊上，這個市場非常卷。”為應對這一挑戰(zhàn)，聚圣科技創(chuàng)新性地提出了“鐵電固態(tài)一體化”技術解決方案。

　　據周鋼介紹，該技術通過在電池內部構建多層次鐵電增強界面，可系統(tǒng)解決聚合物固態(tài)電池的動力學瓶頸。

　　在負極側，通過氧空位增強型鐵電功能層、還原氧化石墨烯復合層以及自鈍化鐵電界面層的協(xié)同作用，可顯著提升界面穩(wěn)定性和鋰離子遷移效率。實驗數據顯示，采用該技術的電池，在325次循環(huán)后庫倫效率仍保持98.4%，鋰金屬循環(huán)壽命達到2700小時。

　　在正極側，該公司通過對PVDF進行改性，獲得了具備弛豫鐵電特性的PVTC復合聚合物，其介電常數較傳統(tǒng)PVDF材料提升近10倍，不僅能有效促進鋰鹽解離和離子遷移，同時碳氟的負偶極子對錳原子橋接，形成自組裝鐵電界面層，可抑制富錳材料中錳元素的溶出，為正極材料的高壓穩(wěn)定運行提供了保障。

　　在電解質層面，其開發(fā)出弛豫鐵電聚合物骨架與互穿型凝膠電解質，使離子電導率提升至5.39 mS/cm。該技術通過內置微電場調控鋰離子遷移與沉積，可有效降低界面阻抗，提升庫倫效率，并實現更大的鋰沉積晶粒，為構建高倍率、長循環(huán)固態(tài)電池奠定基礎。

03

技術突破推動高比能電池產業(yè)化進程

　　周鋼表示，通過將鐵電技術與原位固化聚合物體系深度融合，聚圣科技成功開發(fā)出能量密度達400Wh/kg的富鋰錳基/硅碳體系固態(tài)電池。這一技術突破，使富鋰錳基材料的高比容量特性(250 mAh/g，首效>90%)得以充分發(fā)揮，同時在4.5V以上高壓窗口下，實現了2000次以上的循環(huán)壽命。

　　尤為重要的是，該技術可有效解決富鋰錳基材料，在高壓下的產氣難題。周鋼表示：“我們在4.65V化成狀態(tài)下，沒有觀察到明顯的產氣現象，這為富鋰錳基材料的高壓應用掃除了關鍵障礙。”此外，該電池體系在-20℃低溫環(huán)境下，0.2C放電容量仍能保持88.1%;55℃高溫下，0.2C放電容量保持率100.7%，展現出優(yōu)異的寬溫域性能。

04

布局下一代技術

　　周鋼透露，聚圣科技已啟動能量密度達460Wh/kg的富鋰錳基鋰金屬固態(tài)電池的研發(fā)工作，目前已完成小試驗證，300次循環(huán)后容量保持率超90%。這一技術集成富鋰錳基正極、超薄鋰負極和鐵電固態(tài)一體化等多項創(chuàng)新，熱失控溫度提升約30℃。

　　周鋼在展望中強調，聚圣科技將繼續(xù)沿著“更高比能、更高安全、更高倍率、更長壽命、更寬溫域、更低成本”的技術路線，推進鐵電固態(tài)一體化技術進展，目標是實現-40℃-100℃的寬溫域工作范圍，并讓生產成本逐步接近現有液態(tài)電解液體系水平。

　　依托粉末冶金全國重點實驗室、國家工程研究中心等國家級平臺，聚圣科技正加速推進固態(tài)電池技術的產業(yè)化進程，為國家在新能源領域的戰(zhàn)略布局，提供強有力的技術支撐。周鋼指出，伴隨鐵電固態(tài)一體化技術的不斷完善，聚合物基固態(tài)電池有望在高端動力電池、航空航天、特種裝備等領域，開啟全新的應用格局。