武汉大学突破固态电池关键技术，成功驱动无人机

　　一种新型聚合物电解质，解决了长期困扰固态电池的离子电导率与迁移数难以兼顾的难题。

　　近日，武汉大学集成电路学院杨培华课题组在聚合物固态电池领域取得重要进展，创新性地构建出阳离子-两性离子聚合物电解质，解决了传统聚合物电解质离子电导率与锂离子迁移数难以兼顾的难题。

　　该研究成果已发表于国际权威期刊《德国应用化学》，并已成功应用于无人机驱动实验，为发展安全、高能量密度的固态电池提供了新思路。

　　解决关键难题

　　聚合物电解质因其良好的界面相容性和易于规模化加工的特性，被广泛认为是固态电池中极具应用前景的电解质材料。

　　然而传统聚合物电解质长期存在锂离子与阴离子共同迁移的问题，且锂离子传导高度依赖极性官能团，导致电导率和迁移数均处于较低水平。

　　虽然已有单离子导体可提高迁移数，但由于锂离子与聚合物链段间存在强库仑作用，其离子电导率往往受限。如何在高离子电导率与高锂离子迁移数之间实现兼顾，是当前聚合物电解质走向实用化的关键难题。

　　创新电解质设计

　　杨培华课题组通过设计阳离子-两性离子共聚物电解质，实现了性能突破。

　　该设计通过原位聚合离子液体和两性离子单体，构建出一种新型聚合物电解质。在这种电解质中，阳离子基团用于锚定TFSI−阴离子以提升锂离子迁移数，而磺酸根基团则促进锂盐解离并增强锂离子传输。

　　这种巧妙的分子设计使电解质兼具高迁移数与高电导率，解决了传统聚合物电解质锂离子迁移数低（<0.3）和离子电导率低（<0.1mS/cm²₅℃）的问题。

　　应用验证性能

　　基于该电解质组装的软包电池表现出优异的电化学稳定性，并成功应用于无人机驱动实验。

　　这一实际应用验证了该电池系统的可靠性和实用性。无人机驱动实验表明，新型固态电池不仅能提供足够的能量密度，还具备稳定的输出特性，足以支撑实际设备的运行。

　　该研究为发展安全、高能量密度的固态电池提供了新的思路。

　　随着清华大学、武汉大学等科研机构在固态电池领域不断取得突破，中国在下一代能源存储技术的竞赛中正稳步向前。

　　这些实验室的进展，正为2027年前后实现全固态电池小批量生产的产业目标奠定坚实基础。