电动汽车、电动飞行器与人形机器人等前沿领域，对动力系统提出了同时具备高能量与高安全性的严苛要求。在这一背景下，开发兼具高能量密度与优异安全性能的电池器件，已成为储能领域亟待突破的核心挑战。固态电池凭借其高能量密度潜力和本征安全优势，被视为下一代二次锂电池的重要发展方向。尤其是采用富锂锰基层状氧化物作为正极材料的体系，更被寄予突破600 Wh kg⁻¹能量密度门槛的厚望。
然而，固态电池的商业化进程始终受制于两大界面难题：固-固材料间因刚性接触导致的高界面阻抗，以及电解质在宽电压窗口下难以同时兼容高电压正极与强还原性负极的极端化学环境。以传统聚醚电解质为例，当电压超过4.0 V（vs. Li/Li⁺）时，其聚合物组分会发生氧化分解，引发持续的界面副反应与性能衰减。为改善界面接触，传统设计常采用高压（上百个大气压）或构建多层电解质结构，但高压条件在实际器件中难以稳定维持，多层结构则会导致界面阻抗升高、层间匹配困难等新问题，反而限制了电池整体性能。
针对这些挑战，清华大学化工系研究团队提出了"富阴离子溶剂化结构"的创新设计策略。通过引入强吸电子含氟基团，团队开发出一种新型含氟聚醚电解质，显著拓宽了电解质的电压窗口，使其可稳定匹配4.7 V高电压富锂锰基正极与金属锂负极。该电解质采用热引发原位聚合技术，有效增强了固态界面的物理接触与离子传导能力。基于锂键化学原理，团队构建了"–F∙∙∙Li⁺∙∙∙O–"配位结构，诱导形成富含氟化物的稳定界面层，显著提升了界面稳定性。
实验数据显示，采用该电解质组装的富锂锰基聚合物电池展现出卓越的电化学性能：首圈库仑效率达91.8%，正极比容量为290.3 mAh g⁻¹。在0.5 C倍率下循环500次后，容量保持率仍高达72.1%。更引人注目的是，8.96 Ah聚合物软包全电池在仅施加1 MPa外压的条件下，能量密度便达到604 Wh kg⁻¹，远超当前商业化磷酸铁锂储能/动力电芯（150~190 Wh kg⁻¹）和镍钴锰酸锂动力电芯（240~320 Wh kg⁻¹）的水平。
安全性能测试结果同样令人振奋。在满充状态下，该电池顺利通过了针刺试验与120°C高温热箱测试（静置6小时），全程未出现燃烧或爆炸现象，展现出优异的安全性能。研究团队通过分子结构设计实现了从电解质到界面性能的全面创新：强吸电子基团拓宽了电压窗口，"–F∙∙∙Li⁺∙∙∙O–"锂键配位结构则诱导形成稳定的富氟界面层，最终成功构筑出高安全性的604 Wh kg⁻¹聚合物电池。
这项发表于《自然》（Nature）期刊的研究成果，为开发实用化的高安全性、高能量密度固态锂电池提供了全新的技术路径。通过突破传统设计思维，研究团队在避免高外压和复杂结构的前提下，实现了固-固界面的稳定高效构建，为下一代储能技术的发展奠定了重要基础。
