清華團隊攻克固態電池難題，能量密度近翻倍

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

隨著人形機器人等前沿科技的快速發展，對動力系統提出了更高要求，開發儲能和安全性能“雙高”的電池器件成為當務之急。固態鋰電池雖前景廣闊，但在實際應用中面臨“界面”難題，即電解質難以在高電壓正極與強還原性負極的極端化學環境中兼容，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“富陰離子溶劑化結構”這一創新設計策略，并成功開發出新型含氟聚醚電解質。通過熱引發原位聚合技術，該電解質增強了固態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揮了關鍵作用，使得電解質能夠匹配4.7V高電壓富鋰錳基正極，同時兼容金屬鋰負極，構建出穩定的配位結構，大幅提升了界面穩定性。

采用該電解質組裝的富鋰錳基聚合物電池，展現出了令人矚目的優異性能。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次循環后仍能保持高容量。安全性上，滿電狀態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》上發表，為電動汽車、電動飛行器、人形機器人等領域開發高安全性、高能量密度固態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域加速實現電氣化轉型 。