03  总结与展望

全球能源转型的深入推进与国家“双碳”战略的全面实施，对先进电池技术提出了高比能、高安全、长寿命、低成本的核心发展要求。固态离子学作为二次电池领域的核心基础学科，为电池技术迭代与产业升级提供了关键理论支撑与技术源头。物理所团队历经五十年持续深耕与系统性创新，推动固态离子学研究实现了多层次跨越发展：研究体系从最初的体相离子输运机理基础解析，逐步延伸至电极/电解质界面精准构筑与性能调控，再深化至多场耦合下电池动态失效机制探究及材料-器件正向理性设计。由此，团队构建了涵盖“基础科学研究-应用技术突破-产业化落地”的完整自主创新链条，与平台企业、专精特新企业、龙头企业形成了分工明确的协同创新格局。上述工作持续践行了中国科学院作为原始创新策源地、国家战略科技力量的使命担当。

依托固态离子学的理论突破与技术积淀，传统锂电池性能边界不断被突破，有力驱动储能器件向更高效、更安全、更稳定及适应极端环境的方向发展，为交通运输电动化转型、高端装备智能化升级及能源体系清洁化发展提供了核心技术保障。目前，我国已在高等院校、科研院所、行业企业中形成了较为完整的固态离子学研究团队，在锂离子电池、钠离子电池、固态电池、燃料电池、传感器、原子开关等领域取得了全球瞩目的科研成果。特别是在推动固态离子学基础研究成果向产业化转化方面，已形成显著优势，为先进电池科技创新、产业自主创新与全球竞争力提升奠定了坚实基础。

在未来，随着能源结构深度变革与未来产业的不断拓展，固态离子学研究将面临更高要求。后续仍需聚焦固态离子学前沿基础科学问题，重点深化以下几方面研究：凝聚态物质中离子在原子尺度、纳米尺度和微米尺度下的微观输运行为；热、电、力多场耦合下离子的输运特性和材料的力学、热学特性演化；界面与空间电荷层在电池不同状态和工况下的动态演化及其与离子输运的关联关系；离子输运与储存对材料声、光、电、磁、热等物理和化学性质的影响。在此基础上，持续完善材料-器件一体化正向设计理论体系，并进一步探究极端环境条件下的储能器件及其相关联的固态离子学问题。

此外，固态离子学与生命科学、信息科学、能源科学的深度交叉融合，将进一步拓展其研究范畴，催生能源信息一体化器件、能源结构一体化器件、具有新陈代谢功能的类生命体的储能器件等新型器件，并孕育新的交叉科学领域。同时，基础研究成果的进步，将加速技术的迭代升级以及向产业化的高效转化。中国“十五五”规划明确的六大新兴支柱产业和六大未来产业，对先进电池提出了更高的要求，迫切需要科学工作者攻克规模化应用中的关键基础科学与技术瓶颈。凭借我国在基础研究创新与产业链协同方面的持续积累，物理所团队将与我国其他高等院校、科研院所和企业的研发力量紧密协同，持续巩固我国在全球先进电池领域的技术和产业领先优势，助力能源绿色低碳转型，为“双碳”目标实现，贡献更强的科技力量，共同打造原始科技创新策源地，推动科技强国目标的实现。

作者简介

陈立泉

1940年3月生，中国工程院院士，中国科学院物理研究所研究员，博士生导师，我国锂电池领域的奠基人、开拓者和引领者，开创了我国固态离子学研究先河。

1964年毕业于中国科学技术大学物理系。1976年赴德国马克斯·普朗克固体研究所进修，合作研究固体锂电池电解质。1978年回国后继续从事固体离子学及其在能源中的应用研究工作，对我国锂离子电池研究和产业化作出了重要贡献。主要研究方向：纳米离子学；新能源材料及其应用；固体电解质和全固态锂电池研究。目前研究从固体离子学到纳米离子学的转变：纳米材料中（纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜）离子和电子输运特性的实验和理论研究。近年来，开展了纳米硅碳负极、高能量密度氧化物正极、固态锂离子电池、钠离子电池、超高能量密度锂电池、纳米离子学等研究，在纳米储能材料方面取得很大进展，为锂离子电池的新发展提供了丰硕的技术储备。发表文章700余篇，引用8万余次，国内外授权专利160余项。曾荣获“国家自然科学一等奖”和“国家有突出贡献中青年专家”称号。2026年7月8日，获2025年度国家最高科学技术奖。

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