清華大學化工系張強教授團隊在固態鋰電池研究領域實現關鍵技術突破，其研發的新型聚合物電解質為提升電池安全性與能量密度開辟了新路徑。相關研究成果已發表于國際頂級學術期刊《自然》，標志著我國在固態電池技術領域邁出重要一步。
當前固態電池商業化進程面臨兩大核心挑戰：其一，固態電解質與電極材料間的剛性接觸導致界面阻抗顯著增加；其二，電解質在高壓正極與高活性負極構成的極端化學環境中難以保持穩定。針對這些技術瓶頸，研究團隊創新性地提出"富陰離子溶劑化結構"設計理念，通過分子工程手段開發出含氟聚醚基聚合物電解質。
該新型電解質采用熱引發原位聚合工藝，在電池內部形成具有柔韌性的離子傳輸通道。這種結構設計不僅顯著改善了固-固界面的物理接觸質量，更將離子電導率提升至傳統固態電解質的3倍以上。實驗數據顯示，采用該電解質的富鋰錳基正極材料在4.5V高壓下仍能保持穩定循環，界面阻抗較傳統體系降低60%。
基于該技術構建的8.96Ah聚合物軟包電池展現出突破性性能指標：在1MPa外部壓力條件下，電池能量密度達到604Wh/kg，較現有商業化產品提升近40%。更值得關注的是，該電池在滿電狀態下通過嚴苛安全測試——經直徑3mm鋼針穿刺后未發生熱失控，在120℃高溫環境中靜置6小時亦未出現燃燒或爆炸現象，充分驗證其本征安全特性。
技術團隊通過多尺度表征技術揭示，含氟聚醚分子鏈中的強電負性基團可有效調控鋰離子溶劑化結構，在電極表面形成穩定的鈍化層。這種獨特的界面化學特性，使得電解質能夠同時適配高電壓正極材料與鋰金屬負極，為全固態電池的實用化奠定了材料基礎。
據研究團隊介紹，該技術路線具有顯著的工藝兼容性優勢，其原位聚合工藝可與現有鋰離子電池產線無縫銜接。隨著材料體系的持續優化，預計未來3-5年內有望實現固態電池的規模化生產，為新能源汽車、儲能電站等領域提供更高性能的動力解決方案。
