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電動知家消息，近日，國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了一項(xiàng)來自中國科研團(tuán)隊(duì)的重大研究成果：清華大學(xué)張強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出一種新型氟聚醚基聚合物電解質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了鋰金屬電池能量密度與安全性能的雙重突破。該技術(shù)使鋰金屬電池的能量密度達(dá)到驚人的604 Wh/kg（1027 Wh/l），并展現(xiàn)出優(yōu)異的安全特性，為下一代高能量密度電池的商業(yè)化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)鋰離子電池的能量密度已接近理論極限，而鋰金屬電池被視為未來儲能領(lǐng)域的“圣杯”。然而，其商業(yè)化面臨兩大核心挑戰(zhàn)：一是鋰金屬負(fù)極在循環(huán)過程中容易產(chǎn)生枝晶，引發(fā)安全隱患；二是高容量的富錳基層狀氧化物（LRMO）正極在循環(huán)時(shí)會發(fā)生氧流失和界面副反應(yīng)，導(dǎo)致電池性能迅速衰減。盡管固態(tài)電解質(zhì)被公認(rèn)為解決這些問題的理想方案，但現(xiàn)有的聚合物固態(tài)電解質(zhì)往往存在離子電導(dǎo)率低、界面穩(wěn)定性差等問題，尤其難以適配高電壓、高容量的正極材料。

清華團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，研制出了一種新型氟聚醚基聚合物電解質(zhì)（PTF-PE-SPE）。該材料巧妙地結(jié)合了強(qiáng)溶劑化能力的聚醚鏈段和弱溶劑化能力的氟化烴側(cè)鏈，成功構(gòu)建了“富陰離子溶鞘結(jié)構(gòu)”。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)促使陰離子優(yōu)先在正負(fù)極界面發(fā)生分解，形成富含氟化物的穩(wěn)定界面保護(hù)層。在正極側(cè)，該保護(hù)層有效抑制了氧的不可逆流失和電解質(zhì)的催化分解；在負(fù)極側(cè)，它引導(dǎo)了鋰金屬的均勻沉積，防止枝晶生長。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用該電解質(zhì)的電池展現(xiàn)出前所未有的綜合性能：超高能量密度：軟包電池實(shí)現(xiàn)604 Wh/kg的質(zhì)量能量密度，遠(yuǎn)超當(dāng)前最先進(jìn)的鋰離子電池（約300 Wh/kg）。長循環(huán)壽命：硬幣電池在25°C下穩(wěn)定循環(huán)超過500次。高負(fù)載容量：正極面積容量超過8 mAh/cm2，滿足實(shí)用化需求。極致安全：滿電狀態(tài)下通過針刺測試，無起火爆炸現(xiàn)象。

這項(xiàng)突破不僅解決了固態(tài)電池領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題，更提供了可行的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)路徑。研究團(tuán)隊(duì)采用的Trimethyl phosphate（TMP）添加劑和原位聚合工藝，與現(xiàn)有電池制造工藝兼容，大幅降低了量產(chǎn)門檻?！斑@意味著我們有望在不久的將來看到手機(jī)續(xù)航延長一倍、電動汽車?yán)m(xù)航突破1000公里、并且徹底解決電池安全隱患的消費(fèi)電子產(chǎn)品。”一位新能源領(lǐng)域?qū)＜以u價(jià)道。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持，多項(xiàng)專利已完成布局，正與領(lǐng)先電池企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，推動技術(shù)商業(yè)化進(jìn)程。