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　　清华大学团队创新聚合物电解质设计，实现高能量密度与高安全性固态电池新突破

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　　清华大学张强团队创新设计含氟聚醚电解质，推动高能量密度固态电池迈向实用化

　　在电动汽车、电动飞行器及人形机器人等新兴领域对动力系统提出更高要求的背景下，兼具高能量密度与安全性能的电池研发成为储能技术突破的关键方向。近期，清华大学研究团队通过创新电解质设计，成功开发出一种新型含氟聚醚材料，为高电压固态锂电池的实用化开辟了新路径。

　　该团队提出的“富阴离子溶剂化结构”策略，通过在聚醚分子链中引入强吸电子含氟基团，显著提升了电解质的耐高压特性。实验表明，这种经过功能化修饰的电解质可稳定匹配4.7V高电压的富锂锰基正极材料，同时与金属锂负极形成良好兼容性。研究团队基于锂键化学原理构建的“–F∙∙∙Li⁺∙∙∙O–”配位结构，不仅诱导形成了高离子电导率的溶剂化环境，更在电极表面生成了富含氟化物的稳定界面层，有效解决了传统固态电池界面接触不良的难题。

　　性能测试数据显示，采用该电解质的富锂锰基聚合物电池展现出卓越的电化学特性：首圈充放电效率达到91.8%，正极材料比容量高达290.3mAh/g。在0.5C倍率下经过500次循环后，电池容量保持率仍维持在72.1%。特别值得注意的是，8.96Ah规格的软包电池在1MPa外压条件下，能量密度突破604Wh/kg，较现有商业化磷酸铁锂电池（150-190Wh/kg）和镍钴锰酸锂电池（240-320Wh/kg）实现数倍提升。

　　安全性能方面，该电池体系在满充状态下顺利通过针刺实验和120℃高温静置6小时的热箱测试，全程未发生燃烧或爆炸现象。这种突破性表现得益于电解质分子结构与界面工程的协同优化——强吸电子基团拓宽了电化学稳定窗口，独特的锂键配位结构则构建了致密的界面保护层，从分子层面提升了电池的本征安全性。

　　研究团队采用的热引发原位聚合技术，使电解质在电池内部形成紧密的固态界面接触，有效降低了界面阻抗。这种创新工艺不仅简化了电池制造流程，更解决了传统液态电解质易泄漏、固态电解质界面接触差的技术瓶颈。实验证明，该技术路线可在较低外压条件下实现电极与电解质的充分接触，为大规模生产提供了可行性方案。

　　这项突破性成果已形成完整的技术体系，相关研究论文以“调控聚合物电解质溶剂化结构实现600Wh/kg锂电池”为题，于国际顶级学术期刊《自然》在线发表。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等多个重大科研项目联合资助，标志着我国在固态电池领域的技术水平迈入国际前列。

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　　得益于优化的界面性能，采用该电解质组装的富锂锰基聚合物电池表现出优异的电化学性能：首圈库仑效率达 91.8%，正极比容量为 290.3 mAhg−1，在 0.5 C 倍率下循环 500 次后容量保持率为 …

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