9月28日消息，清華大學化工系張強教授團隊在固態(tài)電池研發(fā)上取得重大突破，攻克關(guān)鍵難題，讓能量密度近翻倍，為眾多領(lǐng)域的電氣化轉(zhuǎn)型帶來新希望。

隨著人形機器人等前沿科技的快速發(fā)展，對動力系統(tǒng)提出了更高要求，開發(fā)儲能和安全性能“雙高”的電池器件成為當務(wù)之急。固態(tài)鋰電池雖前景廣闊，但在實際應(yīng)用中面臨“界面”難題，即電解質(zhì)難以在高電壓正極與強還原性負極的極端化學環(huán)境中兼容，導致界面阻抗升高、離子傳輸不暢，限制了電池整體性能。

張強教授團隊提出“富陰離子溶劑化結(jié)構(gòu)”這一創(chuàng)新設(shè)計策略，并成功開發(fā)出新型含氟聚醚電解質(zhì)。通過熱引發(fā)原位聚合技術(shù)，該電解質(zhì)增強了固態(tài)界面接觸與離子傳導能力。其中引入的強吸電子含氟基團發(fā)揮了關(guān)鍵作用，使得電解質(zhì)能夠匹配4.7V高電壓富鋰錳基正極，同時兼容金屬鋰負極，構(gòu)建出穩(wěn)定的配位結(jié)構(gòu)，大幅提升了界面穩(wěn)定性。

采用該電解質(zhì)組裝的富鋰錳基聚合物電池，展現(xiàn)出了令人矚目的優(yōu)異性能。其重量能量密度高達604Wh/kg，體積能量密度達到1027Wh/L，幾乎是當今最先進商用鋰離子電池能量密度的兩倍。在電池壽命方面，超過500次循環(huán)后仍能保持高容量。安全性上，滿電狀態(tài)下成功通過針刺與高溫安全測試。

該成果已在國際頂級期刊《自然》上發(fā)表，為電動汽車、電動飛行器、人形機器人等領(lǐng)域開發(fā)高安全性、高能量密度固態(tài)鋰電池提供了全新思路和科學路線圖，有望推動交通運輸及更廣泛領(lǐng)域加速實現(xiàn)電氣化轉(zhuǎn)型 。