快科技资讯 09月27日
清华大学在固态锂电池领域取得突破
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清华大学化工系张强教授团队在锂电池聚合物电解质研究中取得重要进展,相关成果已发表于《自然》。研究团队提出“富阴离子溶剂化结构”新策略,成功开发出新型含氟聚醚电解质,有效解决了固态电池界面接触差和宽电压窗口下稳定性差的两大难题。该电解质通过热引发原位聚合技术,提升了界面物理接触和离子传导效率,并增强了电池的耐高压性能和界面稳定性。采用该电解质的聚合物软包全电池能量密度高达604Wh/kg,并在高电压和极端安全测试(针刺、高温)下表现出色,展现出高能量密度与高安全性的兼顾,为下一代固态锂电池的实用化提供了关键技术支撑。

💡 **创新电解质设计,破解固态电池难题**:清华大学张强教授团队通过提出“富阴离子溶剂化结构”的新策略,成功开发出新型含氟聚醚电解质。该电解质有效解决了固态电池界面接触不良和在宽电压窗口下稳定性不足的两大长期阻碍其商业化的难题,为下一代电池技术提供了关键突破。

🚀 **提升界面性能与稳定性**:研究采用热引发原位聚合技术,使得新型电解质能够增强固态界面的物理接触,显著提高离子传导效率。同时,该电解质还大幅提升了锂电池在极端化学环境下的耐高压性能和界面稳定性,确保电池在苛刻条件下也能保持优异表现。

🔋 **实现超高能量密度与高安全性**:实验结果显示,采用该新型电解质的聚合物软包全电池,在1MPa外压下能量密度高达604Wh/kg,远超当前商业化电池水平。更重要的是,该电池在满充状态下通过了严苛的针刺和120摄氏度热箱安全测试,未发生燃烧或爆炸,成功实现了高能量密度与高安全性的兼顾,打破了行业固有困境。

🌟 **引领未来电池技术发展**:该研究成果为高安全性、高能量密度固态锂电池的实用化提供了重要的技术支撑和新的发展思路。若未来能进一步优化成本和量产工艺,这项技术有望引领锂电池行业迈入新的发展阶段,为电动汽车等领域带来革命性变革。

日前,清华大学化工系张强教授团队在锂电池聚合物电解质研究中取得关键进展。相关成果在线发表于《自然》,为高安全性、高能量密度固态锂电池的实用化提供了新思路与技术支撑。

当前,固态电池虽被视作下一代电池技术的核心方向,但实际应用中面临两大棘手难题:

一是“固-固” 材料刚性接触导致的界面接触差,影响离子传导效率;

二是电解质难以在宽电压窗口下,同时兼容高电压正极与强还原性负极的极端化学环境,制约电池性能与寿命。

这两大难题如同“拦路虎”,长期阻碍着固态电池从实验室走向市场。

张强团队提出的“富阴离子溶剂化结构”设计新策略,成功开发出新型含氟聚醚电解质,精准破解了上述难题。

该电解质借助热引发原位聚合技术,既增强了固态界面的物理接触与离子传导能力,又显著提升了锂电池的耐高压性能和界面稳定性,实现了技术上的关键跨越。?

从实际性能来看,采用该电解质的富锂锰基聚合物电池表现亮眼。其中,8.96Ah聚合物软包全电池在1MPa外压下,能量密度达到604Wh/kg,远超当下商业化电池水平,这意味着未来电动车续航里程有望大幅提升。

更值得关注的是,该电池在满充状态下,顺利通过针刺与120摄氏度热箱(静置6小时)安全测试,未出现燃烧或爆炸现象,彻底打破了“高能量密度与高安全性难以兼顾”的行业困境。?

行业人士表示,若能进一步降低成本、优化量产工艺,这一技术有望引领锂电池行业进入新的发展阶段。

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