突破技術死局！我國首款高能量密度固態電池問世，彎道超車了？

導讀：突破技術死局！我國首款高能量密度固態電池問世，彎道超車了？

往昔，歐美在相關領域主導標準制定；如今，中國開始掌握規則書寫權！日前，清華大學張強教授團隊宣告，全球首款基于“富陰離子溶劑化結構”的高能量密度固態電池已完成軟包驗證。相關研究成果發表于國際頂級期刊《自然》。據了解，該固態電池在能量密度與安全性這兩項關鍵指標上，全面超越特斯拉、QuantumScape等企業推出的最新固態電池方案。

這款固態電池搭載了新型含氟聚醚基聚合物電解質（FPE - SPE），并集成了高負載富鋰錳基正極。它不僅打破了二維材料規模化應用的世界紀錄，更具有重大的里程碑意義，標志著中國在下一代動力電池領域成功實現了從“跟跑者”到“領跑者”的角色轉變。

01分子級“穩定繡花”：中國突破技術死局

在動力電池領域，“能量密度與安全性難以兼顧”這一難題長期以來桎梏著行業發展。傳統液態電池的能量密度已觸及255瓦時每千克的上限，且由于電解液具有易燃性、正極易發生退化等問題，成為了行業升級進程中的重大阻礙。

全球范圍內的固態電池研發亦陷入瓶頸：部分固態電池在正極充放電過程中會出現“放氧”現象，循環50次后電量衰減超過20%；另有部分固態電池存在電解質與電極貼合不緊密的問題，良品率甚至難以達到85%。

而此次清華大學團隊研發的新型固態電池，憑借對含氟聚醚基電解質的分子級調控，被國際業界視為突破困境的“終極方案”。具體而言，張教授團隊采用的兩項關鍵技術，宛如以“分子繡花針”替代傳統的“硬堆疊”方法：其一，構建了“富陰離子溶劑化結構”，能夠精準調控鋰離子周圍的環境，為正極添加一層“防護衣”，有效阻止氧的逸出；其二，運用原位聚合技術與人工智能技術相結合的方式，將液態材料注入并加熱，使電解質在電極表面“生長”而成。同時，借助人工智能對10萬組參數進行分析，在72小時內尋得最佳方案，使貼合良品率飆升至99.8%，遠高于全球平均水平。

“液態電池猶如在‘易燃框架’上修補漏洞，而新型固態電池則是于分子層面進行‘精細雕琢’。”張強教授的這一表述精準地揭示了其中的難度。

更為關鍵的是，此項突破并非僅僅停留在實驗室數據層面。該新型固態電池的厚度僅為傳統電池的三分之一，具備適配智能穿戴設備與無人機的潛力；其使用溫度范圍可從零下40攝氏度至200攝氏度，適用于極地科考以及航天設備等特殊場景；高達604瓦時每千克的能量密度，能夠使電動車的續航里程超過1200公里，從而徹底消除用戶的里程焦慮。

就連國外媒體也不得不承認：“中國技術已然從‘追隨圖紙’的階段邁入了‘制定標準’的時代。”

02從追趕到領跑，中國掀起逆襲潮

當固態電池領域從遵循國際標準的仰望姿態，轉變為自主制定新規則的引領角色，與之相類似的“突圍”場景正在多個領域中悄然呈現：在全球盾構機市場，中國已占據70%的份額；C919飛機成功打破國外長期的壟斷局面。

由此可見，從能源領域到生命科學范疇，從精密制造行業到前沿材料領域，中國正全方位、持續性地鞏固并增強其在全球的話語權。

03彎道超車，給我們帶來了什么？

當下，由清華大學團隊研發的新型固態電池，相關研究成果已榮登權威期刊《自然》。未來，該電池將在多個民生及高端領域實現落地應用。

據團隊成員披露，此項研究的核心價值不僅體現在性能方面的突破，更在于提供了一條“低門檻”的量產路徑。其采用的原位聚合技術，無需對生產線進行重建，僅需在現有的鋰電設備基礎上加以改造，注入液態單體前驅液并加熱聚合，便可形成穩定的固態電解質。這一舉措大幅降低了產業轉型的成本與難度。

與此同時，新型含氟聚醚電解質體系已斬獲多項核心專利，為產業化發展筑牢了堅實的壁壘。誠如網友@能源觀察員所評論的那樣：“往昔，總認為高端電池領域只能仰仗歐美；如今才驚覺，我們本國的科學家正逐步將‘長續航、高安全’的電池夢想融入日常生活。”