作为新一代电池，全固态电池具有比现有锂电池更高的稳定性和容量。这类电池采用不可燃固体正极和电解质，在高温或外部冲击环境下可大幅降低爆炸或起火风险，有助于提高能量密度（是锂电池的两倍），或将改变电动汽车和储能设备市场的发展趋势。然而，固体电解质的离子导电性低、界面电阻高，且易于降解，这会影响电池的性能和寿命，并使其商业化应用受限。

据报道，某研究团队研究出突破性材料设计策略，可以克服固体电解质和正极之间界面电阻高的问题。

两种不同物质的重合界面上会出现独特的物理现象。在物质本体内，邻近的原子形成稳定的键。与之不同的是，由于一侧没有相同物质的相邻原子，界面上的原子很可能形成不同的原子排列。全固态电池具有固体电极-固体电解质界面，在电池中会出现扰乱原子排列并限制电荷转移的现象，从而增加电阻并加速降解。为了解决这一问题，目前正在研究在正极和电解质表面涂覆适当材料或插入中间层。然而，这将进一步增加成本，并降低电池的整体活性和能量密度。

为了解决这些问题，研究团队首先系统性确定直接影响固体界面的材料晶体结构。利用外延薄膜技术，沿基层晶体形成方向生成薄膜，在不同条件下，获得具有不同裸露晶面的正极薄膜。在不考虑颗粒大小和接触面积等因素的情况下，详细分析裸露晶面对固体电解质与正极材料之间界面的影响。

结果显示，裸露晶面的紧密包覆结构，可以阻止正极材料中的过渡金属泄漏至电解液中，从而提高全固态电池的稳定性。此外，当晶体界面与电子运动方向平行时，离子和电子可以不受阻碍地沿晶体运动，从而减小电阻，提高容量输出。

研究人员表示：“通过增加晶面密度及调整晶体之间的界面方向，可以改善正极材料，确保高性能和稳定性。本项研究探讨全固态电池的降解机理。我们计划在此基础上，解决固体电解质和固体正极界面的不稳定性问题，改进离子-电荷交换特性，加速开发全固态电池材料。”