本月第4篇，清华大学连续三周发Nature；16岁上清华的张强带来锂电池最新成果

清华大学本月在CNS顶刊的发文迎来了爆发，本周再发1文，这篇还是“张强”团队带来的，不过这个张强不是我们前两天介绍的三个月连发3篇Nature的清华大学地球系统科学系张强，详见：很强！清华大学张强三个月时间在顶刊Nature连发三文，实现正刊“帽子戏法”，而是清华大学化学工程系的张强，下面我们来简单了解一下。

9月24日，清华大学张强与赵辰孜合作，作为共同通讯作者在顶刊Nature发表了最新研究成果。该研究报道了调控聚合物电解质溶剂化结构实现600 Wh/kg高能量密度的锂离子电池。聚合物电解质与富锂锰基层状氧化物（LRMO）正极及无负极电池设计相结合，被视为最具潜力的高能量密度且高安全性的电池体系之一。然而，负极形态不稳定变化以及电解质-正极界面处不可逆的阴离子反应，会引发氧气逸出和聚合物电解质的催化分解，导致严重的界面劣化和循环稳定性欠佳。在此，该研究设计了一种内置含氟聚醚基聚合物电解质，该电解质由强溶剂化能力的聚醚和弱溶剂化能力的含氟烃侧链组成，可形成富含阴离子的溶剂化结构，进而在正极和负极表面生成富含阴离子衍生的含氟界面层，以抵御界面问题。

LRMO正极展现出改善的氧氧化还原可逆性，且涉及氧的界面副反应显著减少。这种含有30 wt%磷酸三甲酯的准固态聚合物电解质，使软包电池中的LRMO正极实现了可逆的高面容量循环（>8 mAh cm⁻²），并在纽扣电池中展现出长期稳定性（25°C下循环超过500次）。软包电池在满充状态下进行针刺测试时，展现出604 Wh kg⁻¹（1027 Wh L⁻¹）的能量密度和优异的安全性。因此，该研究为开发实用型高能量密度且高安全性的锂电池提供了有前景的方向。

本文第一完成单位为清华大学，最后通讯作者为张强。他和地球系统科学系的“张强”一样，都算是“土生土长”的清华人了；他1984年出生于黑龙江，16岁上清华，2004年和2009年先后在清华大学取得学士和博士（25岁）学位。博士毕业后他先后在美国凯斯西储大学和德国马普协会弗里茨 - 哈伯（Fritz Haber）研究所进行博士后研究，2011年他又回到母校，加入清华大学任副教授（年仅27岁），他目前为清华化学工程系教授。张强的主要研究领域为能源材料化学，包括了金属锂负极、锂硫电池、电催化、储能技术及转化等方向的研究。他在相关领域做出了一系列突出成果，他曾获国家“杰青”、中国青年科技奖、科学探索奖和世界青年科学家峰会“可持续发展青年科学家奖”（首届全球三位获奖人之一）等荣誉。

本文共同通讯作者赵辰孜，也是一位“土生土长”的清华人，她2015年和2020年先后在清华大学取得学士（材料学院）和博士（化学工程系）学位，博士阶段导师便是张强教授。博士毕业后她继续在清华大学车辆与运载学院进行博士后研究，2023年她正式入职清华大学，目前为该校化学工程系助理研究员。

本文也是9月份以来，清华大学发表的第4篇Nature正刊了，其中3篇为“张强”教授贡献（地球系统科学系2篇、化学工程系1篇）；另外还有1篇为航天航空学院邵玥等人发表；具体发表时间为9月10日2篇，9月18日1篇，9月24日1篇，也就是清华大学已经连续3周在顶刊Nature上发文。截至北京时间9月25日，清华大学今年以第一完成单位已发表了24篇CNS正刊，其中14篇Nature、6篇Science和4篇Cell；仅次于北京大学，稳居今年国内高校顶刊发文榜第2位。照这个趋势，清华大学今年也很可能超过去年全年的发文数，继续刷新历史新高。