随着新能源汽车、电动飞行器及人形机器人等领域的快速发展，动力系统对电池性能提出了更高要求。兼具高能量密度与优异安全性的固态锂电池，已成为当前技术攻关的重点方向。近日，清华大学化工系研究团队在锂电池关键材料领域取得突破性进展，相关成果已发表于国际权威期刊《自然》（Nature），为实用化固态电池的研发提供了全新思路与技术支撑。
固态电池因其高能量密度与本征安全特性，被视为下一代锂离子电池的核心发展方向。其中，采用富锂锰基层状氧化物作为正极材料的体系，能量密度有望突破600Wh/kg，展现出显著的技术优势。然而，实际应用中仍存在两大技术瓶颈：一是固态电解质与电极材料间的“固-固”界面因刚性接触导致接触不良；二是电解质难以在宽电压范围内同时适配高电压正极与强还原性负极的极端化学环境。如何在不依赖高压外力或复杂结构设计的前提下，构建稳定高效的固-固界面，成为该领域亟待解决的关键科学问题。
针对上述挑战，研究团队创新性地提出“富阴离子溶剂化结构”设计策略，成功开发出新型含氟聚醚电解质。通过热引发原位聚合技术，该电解质显著增强了固态界面的物理接触与离子传导效率，同时大幅提升了电池的耐高压性能与界面稳定性。实验表明，采用该电解质组装的富锂锰基聚合物电池，在仅施加1MPa外压的条件下，8.96Ah软包全电池的能量密度达到604Wh/kg，远超当前商业化产品水平。
安全性测试结果显示，该电池在满充状态下通过针刺实验，并在120摄氏度热箱中静置6小时后未发生燃烧或爆炸，展现出卓越的安全性能。研究团队指出，这一成果为高安全性、高能量密度固态电池的产业化应用奠定了重要技术基础，其核心设计思路与材料体系有望推动下一代动力电池技术的革新。
