每經(jīng)編輯｜張錦河    

據(jù)科技日報公眾號9月27日消息，日前，清華大學化工系教授張強領(lǐng)銜的團隊在鋰電池聚合物電解質(zhì)研究領(lǐng)域取得重要進展。

其團隊成功開發(fā)出一種新型含氟聚醚電解質(zhì)。該電解質(zhì)通過熱引發(fā)原位聚合技術(shù)，有效增強了固態(tài)界面的物理接觸與離子傳導能力。為開發(fā)實用化的高安全性、高能量密度固態(tài)鋰電池提供了新思路與技術(shù)支撐。相關(guān)成果已在線發(fā)表于《自然》。

固態(tài)電池憑借其高能量密度和本征安全潛力，被廣泛視為下一代二次鋰電池的重要發(fā)展方向，尤其是以富鋰錳基層狀氧化物作為正極材料的鋰電池體系，展現(xiàn)出能量密度突破600Wh/kg（瓦時每公斤）的潛力。

然而，當下固態(tài)電池在實際應(yīng)用過程中仍面臨兩大難題：一是“固-固”材料之間因剛性接觸導致的界面接觸差；二是電解質(zhì)難以在寬電壓窗口下同時兼容高電壓正極與強還原性負極的極端化學環(huán)境。如何在避免高外壓和結(jié)構(gòu)復雜化的前提下構(gòu)建穩(wěn)定高效的“固-固”界面，成為該領(lǐng)域的關(guān)鍵科學挑戰(zhàn)。

對此，張強團隊提出“富陰離子溶劑化結(jié)構(gòu)”設(shè)計新策略，成功開發(fā)出一種新型含氟聚醚電解質(zhì)。該電解質(zhì)通過熱引發(fā)原位聚合技術(shù)，有效增強了固態(tài)界面的物理接觸與離子傳導能力，顯著提升了鋰電池的耐高壓性能和界面穩(wěn)定性。

得益于優(yōu)化的界面性能，采用該電解質(zhì)組裝的富鋰錳基聚合物電池表現(xiàn)出一系列優(yōu)異的電化學性能?；谠撾娊赓|(zhì)構(gòu)建的8.96Ah（安時）聚合物軟包全電池在施加1MPa（兆帕）外壓下，能量密度實現(xiàn)跨越式提升，達到604Wh/kg，遠超當下商業(yè)化電池。

此外，該電池在滿充狀態(tài)下順利通過針刺與120攝氏度熱箱（靜置6小時）安全測試，未出現(xiàn)燃燒或爆炸現(xiàn)象，展現(xiàn)出優(yōu)異的安全性能。未來，該研究成果有望為成熟的固態(tài)電池產(chǎn)品研發(fā)提供重要技術(shù)參考。

每日經(jīng)濟新聞綜合科技日報公眾號

封面圖片來源：圖片來源：每日經(jīng)濟新聞 劉國梅 攝