清华教授张跃钢：固态电池卡在“两个界面”，锂金属电池试图绕过去｜最前线

清华大学教授张跃钢指出，固态电池的发展瓶颈集中在“两个界面”，而锂金属电池试图绕过这些难题。

固态电池并非下一代锂电池的唯一选择。

近日，在北京举办的2026锂金属电池前沿论坛（LMBF 2026）上，36氪与大会主席、清华大学长聘教授张跃钢进行了对话。

过去几年，固态电池已成为动力电池行业最受关注的技术方向之一。但张跃钢认为，行业首先需要明确一个基础概念：固态电池和锂金属电池，并非可以直接比较的技术迭代关系。

原因在于，两者属于不同的分类标准。

电池的能量密度主要由正负极材料决定。正极材料包括磷酸铁锂、高镍三元、富锂锰基乃至硫，负极材料则从石墨逐步过渡到硅碳、锂金属；而固态与液态的区分，仅涉及电解质形态。

换句话说，固态电池改变的是电解质，锂金属电池改变的是负极。真正决定电池能量储存能力的，首先是正负极材料。因此，锂金属负极电池同样是下一代电池技术的重要演进方向。

在张跃钢看来，目前行业热捧的固态电池路线，仍面临多项材料技术挑战。

据介绍，张跃钢是清华大学长聘教授，国际知名材料科学家，拥有30余年国内外材料科研经历，曾任职于日本电气基础研究所、美国斯坦福大学、英特尔、伯克利国家实验室、中国科学院等机构，在纳米材料、能源存储技术等领域取得多项重要成果。

固态电池，卡在两个“界面”

固态电池最吸引行业的特点，是用固态电解质替代易燃的有机液态电解液，从而能够应用更先进的正负极材料，将能量密度提升至500Wh/kg级别。然而，当前困扰行业的仍是固态电解质的界面问题，张跃钢向36氪详细解析了这些难题。

张跃钢指出，核心问题可归纳为两个“界面”。

第一个是正极内部的微观界面。

电池正极并非一整块致密材料，而是由大量颗粒构成，内部存在众多纳米级孔隙。液态电解液能像水一样渗入这些微小空间，与正极材料充分接触；但固态电解质难以实现这一点。

如果为改善离子传输而增加固态电解质用量，则会挤占储存能量的活性材料空间，最终降低整块电池的能量密度。

第二个问题是负极与固态电解质之间的界面，以及锂枝晶问题。

过去常有观点认为，固态电解质机械强度更高，能物理阻挡锂枝晶。但张跃钢认为，经过十多年研究，目前各种固态电解质仍未真正解决这一问题。

固体材料天然存在微观缺陷，锂会沿缺陷继续生长。一旦形成贯穿通道，可能迅速导致内部短路。

此外，固体与固体之间无法像液体那样充分润湿，本质上更接近“点接触”。为降低界面阻抗，需要增加电解质比例和工作压力，但这又与提升能量密度的目标相矛盾。

因此，下一代电池技术的另一条演进思路是：暂时保留液态电解液，率先将负极替换为锂金属。

这条路线过去最大的障碍同样是锂枝晶。

锂在反复沉积过程中难以始终保持绝对平整，会逐渐长出类似树枝的结构。一旦枝晶持续生长并刺穿隔膜，可能导致内部短路。

张跃钢介绍，目前一个重要解决思路是，利用液态电解液中的添加剂，在锂金属表面形成SEI保护膜。当这层膜在充放电过程中出现裂缝时，添加剂可继续反应，对破损区域进行动态修复。

通过这种方式，枝晶可被控制在微米尺度，从而大幅降低其持续生长导致短路的风险。但代价也很明显：SEI膜不断破损、修复，意味着电解液会被持续消耗。

根据张跃钢提供的进展，目前相关锂金属电池已能实现上百次循环，部分500Wh/kg级高比能产品已超过300圈，400Wh/kg级产品可达600圈，但距离新能源汽车普遍要求的上千次循环仍有差距。

第一批锂金属电池，可能先“飞上天”

张跃钢判断，锂金属电池更现实的商业化路径是：先进入无人机、eVTOL，再进入具身智能机器人，最后才是新能源汽车。

原因并不复杂。

对于汽车而言，300次甚至600次循环显然不够；但对于航空器而言，重量直接影响航程和载荷，每提升一点能量密度都可能带来更高的商业价值。因此，无人机和eVTOL愿意为高比能电池支付更高成本，也更有动力率先采用新技术。

机器人也是类似逻辑。随着具身智能进入实际应用，续航时间、重量和瞬时功率都会成为核心指标，高能量密度电池的价值将进一步放大。

按照张跃钢的判断，如果400Wh/kg级锂金属电池在未来两三年内能将循环寿命提升至上千次，就有机会进入车企验证；500Wh/kg级产品如果达到700—800次循环，也可能开始上车测试。

在张跃钢看来，今天，液态电解液可能帮助锂金属负极率先实现产业化；几年后，当更高比能的正极材料，如硫正极，出现新需求时，固态电解质又可能重新成为重要拼图。

所谓“下一代电池”，最终或许不会属于某个听起来足够革命性的技术名词，而属于那套最先同时解决能量密度、界面和循环寿命的材料组合。