清华团队突破全固态锂电池技术瓶颈，能量密度提升至1000 Wh/kg

清华团队突破全固态锂电池技术瓶颈，能量密度提升至1000 Wh/kg

近日，清华大学化学工程系张强教授团队在全固态锂电池领域取得重大突破。他们提出了一种创新的原位体相/表界面结构调控策略，成功解决了富锂锰基正极材料在充放电过程中的界面退化问题，显著提升了全固态锂电池的能量密度和循环稳定性。这一研究成果已发表在国际顶级期刊《美国化学会志》上。

全固态锂电池是下一代电池技术的重要发展方向，其能量密度和安全性远超传统锂离子电池。然而，目前常用的正极材料还无法满足全固态锂电池对高能量密度和安全性的要求。富锂锰基正极材料因其高达250 mAh/g的放电比容量和1000 Wh/kg的能量密度，成为最具潜力的候选材料之一。但其较低的电子电导率和明显的不可逆氧化还原反应导致的界面退化问题，一直是制约其实际应用的关键瓶颈。

针对这些问题，张强教授团队创新性地提出了一种原位体相/表界面结构调控策略。通过一步法合成技术，他们成功制备出具有W掺杂和Li2WO4表面包覆的富锂锰基正极材料（5W&LRMO）。这种结构设计不仅增强了材料的体相结构稳定性，还显著改善了Li+和e-的传输动力学，实现了阴离子氧氧化还原反应的可逆性，从而稳定了高电压固-固界面。

研究结果显示，这种新型富锂锰基正极材料在25℃下表现出优异的电化学性能。在0.2 C倍率下，面容量约为2.5 mAh/cm2，100次循环后容量保持率为88.1%；在高倍率1 C时，更是展现出超长循环稳定性，1200次循环后容量保持率高达84.1%。这些数据表明，该材料在实际应用中具有很高的潜力。

这一突破性研究成果为全固态锂电池的商业化应用铺平了道路。目前，包括宁德时代、亿纬锂能在内的多家电池龙头企业已将富锂锰基材料作为重要研发方向。宁夏汉尧、当升科技等材料企业也已开始进行万吨级小规模试产。随着技术的不断进步和产业化进程的加速，这种高性能、低成本的电池材料有望在新能源汽车、储能电网等领域发挥重要作用，为实现碳达峰、碳中和目标提供有力支撑。