10月31日，韩国延世大学（Yonsei University）研究人员开发出基于氟化物的固体电解质（LiCl–4Li₂TiF₆），使全固态电池（ASSB）能够在超过5伏的电压下安全运行，突破了电压稳定性方面的一大瓶颈。
图片来源： 延世大学
这项创新提高了离子电导率，防止了界面退化，并实现了创纪录的能量密度。由于其与低成本材料的兼容性，该电解质有望应用于下一代电动汽车和可再生能源存储领域，标志着电池技术的一次范式转变。
该研究由延世大学Yoon Seok Jung教授及其团队完成，且相关论文已于2025年10月3日在线发表于《Nature Energy》期刊。这项研究解决了电池科学领域长期存在的难题，在不牺牲离子电导率的情况下实现了高电压稳定性。正如Jung教授解释的那样，“我们的氟化物固体电解质LiCl–4Li2TiF6为固态电池的高压运行开辟了一条以前无法实现的道路，标志着储能设计领域的真正范式转变。”
几十年来，电池工程师一直致力于通过提高电压来提升能量密度，但传统的固态电解质，例如硫化物和氧化物，在电压超过4 V时往往会发生分解。该团队通过开发氟化物固态电解质（LiCl–4Li2TiF6）克服了这一限制。这种电解质在电压超过5 V时仍保持稳定，并且在30°C下表现出1.7 × 10⁻⁵ S/cm的Li+电导率，是同类产品中最高的之一。
这项创新使得尖晶石型正极材料，例如LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO)，即使在严苛的循环条件下也能安全高效地运行。当用作高压正极的保护涂层时，LiCl–4Li2TiF6可以有效地抑制正极与电解质之间的界面退化。实验结果表明，该电池在500次循环后仍能保持75%以上的容量，并支持35.3 mAh/cm²的超高面容量，这是固态电池系统的新纪录。该团队还展示了软包电池的实际应用潜力。这种电池形式与电动汽车和消费电子产品中使用的电池形式相同，展现出卓越的性能稳定性。
除了材料创新之外，这项研究还为变革性的电池设计模型奠定了基础。研究人员引入的氟化物基屏蔽层不仅增强了电化学稳定性，而且还使其能够与低成本的卤化物正极电解液（例如锆基体系）兼容。这种组合有望大幅降低材料成本，同时提高安全性和使用寿命，而安全性和使用寿命正是商业化全固态电池技术面临的两大挑战。
总之，这项研究具有巨大的潜力——从延长电动汽车的续航里程到推进大规模可再生能源存储。通过利用储量丰富且成本低廉的材料，它支持了全球向可持续、碳中和能源系统的转型。正如Jung教授所指出的，“这项研究超越了单一材料；它定义了一种新的设计规则，用于构建安全、耐用且高能量密度的电池，真正为未来提供动力。”
这一突破代表着向更清洁、更具韧性的能源解决方案迈出了重要一步，弥合了实验室创新与实际应用之间的差距，并为下一代可持续技术奠定了基础。
