固態(tài)電池獲重大突破新進(jìn)展引領(lǐng)未來

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2025-09-28 15:18:12 證券時(shí)報(bào)

清華大學(xué)化工系教授張強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在鋰電池聚合物電解質(zhì)研究領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，為開發(fā)高安全性、高能量密度的固態(tài)鋰電池提供了新思路和技術(shù)支持。相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于《自然》。

目前，固態(tài)電池在實(shí)際應(yīng)用中面臨兩大挑戰(zhàn)：一是“固—固”材料之間的剛性接觸導(dǎo)致界面接觸不良；二是電解質(zhì)難以同時(shí)兼容高電壓正極和強(qiáng)還原性負(fù)極的極端化學(xué)環(huán)境。

張強(qiáng)團(tuán)隊(duì)提出了一種“富陰離子溶劑化結(jié)構(gòu)”的設(shè)計(jì)策略，成功開發(fā)出一種新型含氟聚醚電解質(zhì)。這種電解質(zhì)通過熱引發(fā)原位聚合技術(shù)，有效增強(qiáng)了固態(tài)界面的物理接觸與離子傳導(dǎo)能力，顯著提升了鋰電池的耐高壓性能和界面穩(wěn)定性。

采用該電解質(zhì)組裝的富鋰錳基聚合物電池表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。構(gòu)建的8.96Ah聚合物軟包全電池在施加1MPa外壓下，能量密度達(dá)到604Wh/kg，遠(yuǎn)超當(dāng)前商業(yè)化電池。此外，該電池在滿充狀態(tài)下順利通過了針刺與120攝氏度熱箱安全測試，未出現(xiàn)燃燒或爆炸現(xiàn)象，展現(xiàn)出優(yōu)異的安全性能。這一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(shù)參考。

武漢大學(xué)集成電路學(xué)院楊培華課題組也在聚合物固態(tài)電池領(lǐng)域取得新進(jìn)展。該課題組通過構(gòu)建新型陽離子—兩性離子聚合物電解質(zhì)，為發(fā)展安全、高能量密度的固態(tài)電池提供了新的思路。成果發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》。

楊培華課題組創(chuàng)新構(gòu)建的陽離子—兩性離子聚合物電解質(zhì)，通過原位聚合離子液體與兩性離子單體實(shí)現(xiàn)了突破：陽離子基團(tuán)錨定TFSI—陰離子以提升鋰離子遷移數(shù)，磺酸根基團(tuán)促進(jìn)鋰鹽解離并增強(qiáng)傳輸，兼顧了高遷移數(shù)與高電導(dǎo)率。該電池展現(xiàn)出卓越的電化學(xué)穩(wěn)定性，并已成功驅(qū)動無人機(jī)，為安全、高能量密度固態(tài)電池的發(fā)展提供了新路徑。

工業(yè)和信息化部、國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合印發(fā)的《電子信息制造業(yè)2025—2026年穩(wěn)增長行動方案》明確指出，將持續(xù)支持全固態(tài)電池等前沿技術(shù)方向的基礎(chǔ)研究。工業(yè)和信息化部等八部門聯(lián)合印發(fā)的《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》也明確將固態(tài)電池列為重點(diǎn)攻關(guān)方向，支持鋰電池、鈉電池向固態(tài)化發(fā)展，并計(jì)劃在2027年前打造3至5家全球龍頭企業(yè)。

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)

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