清華大學(xué)化工系科研團(tuán)隊(duì)在固態(tài)鋰電池電解質(zhì)領(lǐng)域取得關(guān)鍵突破，相關(guān)研究成果已登上國(guó)際權(quán)威期刊《自然》。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)創(chuàng)新材料設(shè)計(jì)策略，成功開(kāi)發(fā)出可顯著提升電池性能的新型聚合物電解質(zhì)，為下一代高安全、高能量密度固態(tài)電池的商業(yè)化應(yīng)用開(kāi)辟了新路徑。

當(dāng)前固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展面臨兩大核心挑戰(zhàn)：其一，固體電極與固體電解質(zhì)間的剛性接觸導(dǎo)致界面阻抗過(guò)高；其二，傳統(tǒng)電解質(zhì)材料難以同時(shí)適配高電壓正極材料與強(qiáng)還原性負(fù)極材料的極端化學(xué)環(huán)境。針對(duì)這些技術(shù)瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出"富陰離子溶劑化結(jié)構(gòu)"設(shè)計(jì)理念，通過(guò)分子工程手段開(kāi)發(fā)出含氟聚醚基聚合物電解質(zhì)。

該新型電解質(zhì)采用熱引發(fā)原位聚合工藝，在電池內(nèi)部形成具有優(yōu)異柔韌性的離子傳導(dǎo)界面。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用該材料的富鋰錳基聚合物電池展現(xiàn)出突破性性能：在1MPa外壓條件下，8.96Ah軟包電池的能量密度達(dá)到604Wh/kg，較現(xiàn)有商業(yè)化產(chǎn)品提升近40%。更值得關(guān)注的是，該電池在滿充狀態(tài)下通過(guò)嚴(yán)苛安全測(cè)試，包括鋼針穿刺和120℃高溫靜置6小時(shí)，全程未發(fā)生熱失控現(xiàn)象。

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹，新型電解質(zhì)通過(guò)構(gòu)建動(dòng)態(tài)離子傳輸通道，有效解決了固態(tài)界面接觸不良的難題。其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)既能耐受高電壓（達(dá)4.5V），又可穩(wěn)定強(qiáng)還原性鋰金屬負(fù)極，這種雙重兼容性在現(xiàn)有材料體系中極為罕見(jiàn)。目前，該技術(shù)已進(jìn)入中試放大階段，相關(guān)專利群正在全球范圍內(nèi)布局。

行業(yè)專家指出，這項(xiàng)突破性成果同時(shí)解決了能量密度與安全性的雙重痛點(diǎn)。604Wh/kg的能量密度指標(biāo)已達(dá)到航空級(jí)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)，而卓越的安全性能則可滿足新能源汽車、儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域的嚴(yán)苛要求。隨著材料成本的逐步降低，該技術(shù)有望在3-5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。