科技日報北京9月27日電 （記者都芃）27日，記者從清華大學化工系教授張強團隊獲悉，其領銜研發(fā)出一種新型含氟聚醚電解質，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支撐。相關成果日前在線發(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構復雜化的前提下構建穩(wěn)定高效的“固—固”界面，成為該領域的關鍵科學挑戰(zhàn)。
對此，張強團隊提出“富陰離子溶劑化結構”設計新策略，成功開發(fā)出一種新型含氟聚醚電解質，通過熱引發(fā)原位聚合技術，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。
基于該電解質構建的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)提供重要技術參考。
（責任編輯：蔡文斌）
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