一种简单有效的方法有望降低高性能全固态电池的制造成本，加速商业化进程

全固态电池，你可能已经听说了，因为它潜力巨大：能量密度高（意味着续航更长）、更安全（告别电解液燃烧爆炸的风险）、寿命可能更长。可是电动汽车、便携电子设备乃至未来能源存储的理想选择。

在众多固态电池的“潜力股”中，全固态锂硫（Li-S）电池尤其引人注目。硫，作为电池正极材料时，理论能量密度高得吓人，而且便宜、储量丰富、环境友好。

电池充放电就像一场繁忙的城市交通。锂离子是“小汽车”，需要在正极和负极之间畅通无阻地穿梭。在传统液态电池里，电解液就像是四通八达的“公路网”。但在固态电池里，液态电解液被固态电解质（SSE）取代了。这固态电解质本身导电能力（离子电导率）可能很强，某些材料，室温下已经能做到和液体媲美。

问题出在哪里呢？

1. 界面难题：电极（比如硫正极）和固态电解质都是固体。它们俩要紧密接触，形成一个高效的界面，让锂离子顺利通过。但固态材料之间很难像液体那样完美浸润、紧密贴合。这些“缝隙”和不良接触点，会大大阻碍锂离子的通行，造成“交通拥堵”，电池性能自然就上不去。
2. 硫的“不良特性”：
   • 导电性差：纯硫本身几乎不导电（电子和离子都难通过），得掺入导电剂（比如碳）才能勉强工作。
   • 膨胀问题：硫在充放电过程中，会与锂反应生成硫化锂（Li₂S），体积会膨胀约80%。放电时“胖一圈”，充电时又“瘦回去”。这么反复折腾，很容易把原本就脆弱的固态界面给“挤坏”、“撑裂”，导致接触不良，电池很快就“罢工”了。
   • 反应不均匀：由于导电性差和接触不良，硫颗粒内部和颗粒之间的反应会非常不均匀，有些地方反应了，有些地方还没动静，导致硫的利用率很低（比如低于80%），电池的实际能量密度远达不到理论值。

科学家们为了驯服“任性”的硫，提升固态锂硫电池的性能，尝试了各种方法：比如把硫限制在纳米结构的“小房子”里、加入催化剂“加速跑”、给硫颗粒“穿衣服”（包覆）、开发新型固态电解质等等。虽然取得了一些进展，但往往工艺复杂、成本高，或者需要高温工作，离大规模应用还有距离。