近日，武汉大学集成电路学院杨培华课题组在固态电池领域取得重要突破，相关成果发表于国际权威期刊《德国应用化学》。该研究通过创新设计聚合物电解质结构，成功解决了传统固态电池在离子传导效率与能量密度之间的矛盾，为下一代安全、高性能电池技术开辟了新路径。
固态电池因使用固体电解质替代易燃液态电解质，被视为新能源汽车和储能领域的关键技术。然而，传统聚合物电解质存在致命缺陷：锂离子与阴离子同时迁移导致迁移数偏低，且依赖极性基团的传导机制使电导率难以提升。尽管单离子导体电解质能提高锂离子迁移数，但锂离子与聚合物链的强相互作用会进一步抑制离子传输效率，成为制约技术实用化的核心障碍。
研究团队创造性地提出"阳离子-两性离子协同作用"机制，通过将离子液体单体与两性离子单体进行原位聚合，构建出新型复合电解质。其中，阳离子基团通过静电作用固定TFSI⁻阴离子，显著提升锂离子迁移数；磺酸根基团则促进锂盐解离并构建三维离子传输通道，使电导率突破传统材料极限。实验数据显示，该电解质在25℃下锂离子迁移数达0.78，电导率提升至1.2×10⁻³ S/cm，较传统材料提升近3倍。
基于该技术的固态电池展现出优异性能：在1C倍率下循环500次后容量保持率仍达92%，且能在-20℃低温环境中保持85%的室温容量。更引人注目的是，搭载该电池的无人机在满载状态下持续飞行超过45分钟，验证了其在实际应用中的可靠性。这项突破不仅为电动汽车提供更安全的动力解决方案，也为消费电子、航空航天等领域带来技术革新契机。
