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技术成为储能领域的研究焦点。固态电池因其理论能量密度优势和本征安全特性，被视为下一代锂离子电池的重要发展方向。其中，采用富锂锰基层状氧化物正极材料的固态电池体系，展现出突破600 Wh/kg能量密度的潜力，为行业带来新的突破方向。
然而，固态电池的商业化进程面临两大核心挑战：固-固界面接触导致的阻抗问题，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化学环境。以传统聚醚电解质为例，其聚合物组分在电压超过4.0V时易发生氧化分解，引发界面副反应和性能衰减，这一缺陷长期制约着固态电池的技术进步。
针对传统设计依赖高压或复杂多层结构改善界面接触的局限性，清华大学化工系团队提出创新策略，通过构建“富阴离子溶剂化结构”开发出新型含氟聚醚电解质。该电解质采用热引发原位聚合技术，显著增强了固态界面的物理接触与离子传导能力。研究团队在聚醚分子中引入强吸电子含氟基团，使其耐压性能提升至4.7V，成功实现单一电解质对高电压正极和金属锂负极的同步兼容。基于锂键化学原理设计的“–F∙∙∙Li⁺∙∙∙O–”配位结构，进一步诱导形成富含氟化物的稳定界面层，有效提升了界面稳定性。
实验数据显示，采用该电解质组装的富锂锰基聚合物电池性能优异：首圈库仑效率达91.8%，正极比容量为290.3 mAh/g，0.5C倍率下循环500次后容量保持率达72.1%。8.96 Ah聚合物软包全电池在1MPa外压下实现604 Wh/kg的能量密度，远超当前商业化磷酸铁锂电芯（150~190 Wh/kg）和镍钴锰酸锂电芯（240~320 Wh/kg）的水平。更值得关注的是，该电池在满充状态下通过针刺测试和120℃热箱静置6小时的安全验证，未出现燃烧或爆炸现象，展现出卓越的安全性能。
这项突破性成果通过分子结构设计实现了从电压窗口拓展到界面层优化的创新。强吸电子基团的引入拓宽了电解质的工作电压范围，而锂键配位结构诱导形成的富氟界面层则显著增强了电极-电解质界面的稳定性。研究团队开发的低外压接触技术，为解决传统高压力依赖和多层结构缺陷提供了全新思路，推动富锂锰基聚合物电池在能量密度和安全性上实现双重跨越。
该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等多项科研项目的支持，相关成果以“调控聚合物电解质溶剂化结构实现600 Wh kg⁻¹锂电池”为题，于国际顶级学术期刊《自然》在线发表。这项突破不仅为高安全性、高能量密度固态锂电池的实用化开发提供了关键技术支撑，也为下一代储能技术的发展开辟了新的路径。
