在電動汽車、電動飛行器及人形機器人等新興領域對動力系統提出更高要求的背景下，兼具高能量密度與安全性能的電池技術成為儲能領域的研究焦點。固態電池因其理論能量密度優勢和本征安全特性，被視為下一代鋰離子電池的重要發展方向。其中，采用富鋰錳基層狀氧化物正極材料的固態電池體系，展現出突破600 Wh/kg能量密度的潛力，為行業帶來新的突破方向。

然而，固態電池的商業化進程面臨兩大核心挑戰：固-固界面接觸導致的阻抗問題，以及電解質在寬電壓窗口下難以同時兼容高電壓正極與強還原性負極的化學環境。以傳統聚醚電解質為例，其聚合物組分在電壓超過4.0V時易發生氧化分解，引發界面副反應和性能衰減，這一缺陷長期制約著固態電池的技術進步。

針對傳統設計依賴高壓或復雜多層結構改善界面接觸的局限性，清華大學化工系團隊提出創新策略，通過構建“富陰離子溶劑化結構”開發出新型含氟聚醚電解質。該電解質采用熱引發原位聚合技術，顯著增強了固態界面的物理接觸與離子傳導能力。研究團隊在聚醚分子中引入強吸電子含氟基團，使其耐壓性能提升至4.7V，成功實現單一電解質對高電壓正極和金屬鋰負極的同步兼容。基于鋰鍵化學原理設計的“–F???Li????O–”配位結構，進一步誘導形成富含氟化物的穩定界面層，有效提升了界面穩定性。

實驗數據顯示，采用該電解質組裝的富鋰錳基聚合物電池性能優異：首圈庫侖效率達91.8%，正極比容量為290.3 mAh/g，0.5C倍率下循環500次后容量保持率達72.1%。8.96 Ah聚合物軟包全電池在1MPa外壓下實現604 Wh/kg的能量密度，遠超當前商業化磷酸鐵鋰電芯（150~190 Wh/kg）和鎳鈷錳酸鋰電芯（240~320 Wh/kg）的水平。更值得關注的是，該電池在滿充狀態下通過針刺測試和120℃熱箱靜置6小時的安全驗證，未出現燃燒或爆炸現象，展現出卓越的安全性能。

這項突破性成果通過分子結構設計實現了從電壓窗口拓展到界面層優化的創新。強吸電子基團的引入拓寬了電解質的工作電壓范圍，而鋰鍵配位結構誘導形成的富氟界面層則顯著增強了電極-電解質界面的穩定性。研究團隊開發的低外壓接觸技術，為解決傳統高壓力依賴和多層結構缺陷提供了全新思路，推動富鋰錳基聚合物電池在能量密度和安全性上實現雙重跨越。

該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金等多項科研項目的支持，相關成果以“調控聚合物電解質溶劑化結構實現600 Wh kg?1鋰電池”為題，于國際頂級學術期刊《自然》在線發表。這項突破不僅為高安全性、高能量密度固態鋰電池的實用化開發提供了關鍵技術支撐，也為下一代儲能技術的發展開辟了新的路徑。