清华大学张强教授团队在《自然》期刊上发表了锂电池领域的重大突破,成功开发出能量密度高达604Wh/kg的高安全聚合物电池。该电池相较于现有商业化电池能量密度提升近三倍,并能通过针刺和高温烘烤等极端安全测试。其核心创新在于采用“富阴离子溶剂化结构”设计策略,开发出新型含氟聚醚电解质,通过原位聚合技术提升界面稳定性和离子传导能力,成功匹配4.7V高电压正极和金属锂负极。测试表明,该电池在实现高能量密度的同时,展现出优异的安全性和循环稳定性,为下一代固态锂电池的研发提供了重要方向。
🔋 **突破性能量密度与安全性**:清华大学团队成功开发出能量密度高达604Wh/kg的聚合物锂电池,相较于当前商业化电池(如磷酸铁锂和镍钴锰酸锂电池)提升了近三倍。更重要的是,该电池在满电状态下通过了严苛的针刺测试,并在120℃高温烘烤6小时后未发生起火爆炸,实现了高能量密度与高安全性的完美结合。
💡 **核心电解质创新**:该电池的核心突破在于电解质的创新,采用了“富阴离子溶剂化结构”设计策略,开发出新型含氟聚醚电解质。通过热引发的原位聚合技术,有效增强了固态界面的接触和离子传导能力。引入的强吸电子含氟基团使其能适配4.7V高电压富锂锰基正极,并与金属锂负极兼容,构筑了稳定的配位结构,显著提升了界面稳定性。
📈 **优异的性能表现与广阔前景**:在性能测试中,8.96Ah的聚合物软包全电池在1MPa外压下实现了604Wh/kg的能量密度。同时,在0.5C倍率下循环500次后,容量保持率仍高达72.1%。这项研究为开发实用化的、高安全性、高能量密度的固态锂电池提供了全新的思路和重要的技术支撑,预示着电动汽车和储能领域的新可能。
快科技9月27日消息,清华大学化工系张强教授团队近日在锂电池领域取得重大突破,成功开发出能量密度达604Wh/kg的高安全聚合物电池,相关成果发表于《自然》期刊。
该电池较现有商业化电池提升近3倍,且能耐受针刺、高温烘烤等极端测试。

这款电池的核心突破在于电解质创新。团队提出“富阴离子溶剂化结构”设计策略,开发出新型含氟聚醚电解质,通过热引发原位聚合技术增强固态界面接触与离子传导能力。
其中引入的强吸电子含氟基团,使电解质可匹配4.7V高电压富锂锰基正极,同时兼容金属锂负极,构建出稳定的配位结构,大幅提升界面稳定性。
性能测试数据亮眼:8.96Ah聚合物软包全电池在1MPa外压下实现604Wh/kg能量密度,远超当前磷酸铁锂电池(150-190Wh/kg)和镍钴锰酸锂电池(240-320Wh/kg)。
更关键的是其安全性能,满充状态下通过针刺测试,且在120℃热箱中静置6小时均未起火爆炸。
此外,电池循环稳定性优异,0.5C倍率下循环500次后容量保持率达72.1%。
清华大学表示,该研究为开发实用化的高安全性、高能量密度固态锂电池提供了新思路与技术支撑。
