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清华大学团队新突破:新型含氟聚醚电解质助力固态电池性能与安全双提升

时间:2025-09-28 00:35:08来源:互联网编辑:快讯

我国科学家在锂电池技术领域实现重大突破,清华大学化工系研究团队开发出新型聚合物电解质,为固态锂电池商业化应用开辟了新路径。相关研究成果已在国际权威学术期刊《自然》发表,标志着我国在下一代储能技术竞争中占据先机。

传统固态电池面临两大技术瓶颈:固态材料间的刚性接触导致界面稳定性差,以及电解质在宽电压范围内难以同时适配高电压正极和强还原性负极。研究团队通过创新设计"富阴离子溶剂化结构",成功研制出含氟聚醚基电解质材料。该材料采用热引发原位聚合工艺,在电池内部形成柔性界面层,既增强了离子传导效率,又显著提升了界面结合强度。

实验数据显示,采用新型电解质的富锂锰基聚合物电池展现出卓越性能。在1兆帕外压条件下,8.96安时软包电池的能量密度达到604瓦时/千克,较现有商业化产品提升近一倍。更引人注目的是,该电池在满电状态下通过严苛安全测试:经钢针穿刺和120摄氏度高温静置6小时后,未发生燃烧或爆炸,展现出优异的安全特性。

研究团队负责人介绍,新型电解质通过分子结构优化,在正极侧形成稳定的电极-电解质界面(CEI)膜,有效抑制了高电压下的副反应;在负极侧则构建出富含无机成分的固体电解质界面(SEI)层,防止锂金属枝晶生长。这种双向防护机制使电池在4.5伏高压下仍能保持稳定循环。

业内专家指出,该成果突破了固态电池界面工程的关键难题,为开发高安全、高能量密度的全固态电池提供了可行方案。随着材料体系优化和制造工艺完善,这项技术有望在电动汽车、储能电站等领域实现规模化应用,推动我国新能源产业向更高水平发展。

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