近日，清华大学化工系张强教授团队在固态电池领域取得重大突破，其提出的“富阴离子溶剂化结构”设计策略及新型含氟聚醚电解质研究成果，被国际顶级学术期刊《自然》收录。这项创新不仅使固态电池能量密度实现翻倍，更在稳定性与安全性上达到全新高度，为电动汽车续航革命提供了关键技术支撑。
研究团队通过原位聚合技术，将液态单体前驱液注入电池后加热引发聚合反应，直接在电极表面形成固态电解质。这种工艺彻底消除了传统固态电解质与电极间的孔隙问题，使界面阻抗降低90%以上。实验数据显示，采用新型PTF-PE-SPE电解质的电池在0.5C倍率下循环500次后，容量保持率仍达72.1%，而传统电解质电池在循环50次后容量即衰减至80%。
在材料设计层面，研究团队突破性地将高负载LRMO正极（面容量>8mAh/cm²）、贫电解液（电解液与容量比1.2g/Ah）及无负极结构相结合。这种创新架构使电池重量能量密度达604Wh/kg，体积能量密度达1027Wh/L，较当前顶级商用电动汽车电池包（约255Wh/kg）提升超一倍，甚至超越QuantumScape等固态电池企业的800Wh/L目标值。
安全性测试中，新型电解质展现出卓越的阻燃特性。实验表明，PTF-PE/LiTFSI薄膜具有自熄性，最终电解质膜完全不可燃。在针刺测试环节，满电状态的FPE-SPE软包电池被钢针刺穿后未发生起火或爆炸，成功通过内部短路极限测试。这种物理形态与化学组分的双重防护，使电池热失控温度较液态电解液提升300℃以上。
该成果的核心突破在于解决了LRMO正极材料的固有缺陷。作为理论比容量超250-300mAh/g的先进材料，LRMO的晶格氧氧化过程极易不可逆，导致氧气释放和结构退化。研究团队通过稳定阴离子氧化还原过程，特别是阻断氧气生成这一关键步骤，成功打破传统衰减链条。这种机理层面的创新，使高能量密度与长循环寿命首次实现兼容。
项目负责人张强教授是能源材料领域的国际权威，其团队长期致力于锂硫电池基础研究。这位连续四年入选“全球高被引科学家”的学者，曾提出锂键化学、离子溶剂复合结构等开创性概念，并研制出复合金属锂负极、碳硫复合正极等关键材料。此次固态电池突破，正是其将国家重大需求与基础研究深度融合的又一力证。
