发展高能量密度、高安全性的全固态电池技术对于推动电动汽车和大规模储能应用具有重要意义。硅基负极凭借超高的理论比容量（3590 mAh/g）和丰富的资源储量，被认为是全固态电池中最具前景的负极材料之一。然而，硅负极在充放电过程中会发生约300%的体积膨胀与收缩，由此产生的巨大应力会导致固态电解质开裂、界面分层以及活性材料脱离，严重制约了电池的循环寿命与可靠性。因此，深入理解硅基负极在固态受限体系中的失效机理，对于开发长寿命全固态电池具有重要意义。

近年来，在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，中科院化学所郭玉国/文锐团队与中科院力学所魏宇杰团队，一直致力于全固态电池界面电化学与原位表征研究以及多尺度力学模拟。

为解决硅基全固态电池在长循环过程中性能快速衰减的难题，团队近期创新性地集成原位压力监测、原位光学显微镜和原位原子力显微镜等多模态表征技术，首次揭示了硅基负极在固态受限体系中“应力主导”的力电（ECM）耦合失效机制。研究发现，在固态体系中，传统基于体积变化的失效判据不再适用——应力演化，特别是面内拉伸应力（由界面应变失配引起）和面外机械约束，才是驱动ECM失效的核心因素。基于这一机理认知，研究提出了两种协同的应力调控策略：通过预锂化调控负极/电解质模量比以降低面内拉伸应力，以及通过引入弹性约束层释放面外约束力。两种策略的协同实施使电池实现了近零应力变化（应力变化率<5 kPa/h）和突破性的循环稳定性——在3C高倍率下循环5000次后容量保持率高达90.1%，综合性能超越近年来报道的先进固态电池体系。

相关研究成果发表于Science Advances期刊（DOI: 10.1126/sciadv.aef3043）。论文共同第一作者为中国科学院化学研究所博士后张旭升和中国科学院力学研究所副研究员温济慈，通讯作者为中科院化学所郭玉国研究员、文锐研究员和中科院力学所魏宇杰研究员。