近日，我國科研人員突破現(xiàn)有傳統(tǒng)鋰離子電池在能量密度和應(yīng)用性能上的瓶頸，研制出了能量密度超過600瓦時/公斤的軟包電芯和480瓦時/公斤的模組電池，其性能指標(biāo)比現(xiàn)有鋰離子電池的能量密度和續(xù)航能力直接提高了2至3倍。
隨著電動交通、低空經(jīng)濟、消費電子、人形機器人等新興領(lǐng)域迅速發(fā)展，人們對高能量、長續(xù)航可充放電池的需求日益迫切。能量密度是電池核心指標(biāo)，如何在重量更輕、體積更小的情況下儲能更多電量是各國研究人員都在力求突破的技術(shù)難關(guān)。
鋰金屬電池因具備遠高于傳統(tǒng)鋰離子電池的理論能量密度，被視為解決現(xiàn)有電池性能瓶頸和續(xù)航能力的新一代電池技術(shù)。但目前其電解液設(shè)計難以同時兼顧電池能量輸出和循環(huán)壽命的提升要求。
天津大學(xué)科研團隊與合作者經(jīng)過數(shù)年科技創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，首創(chuàng)高能金屬鋰電池電解液“離域化”設(shè)計理念，打破了傳統(tǒng)電解液設(shè)計對主導(dǎo)溶劑化結(jié)構(gòu)的依賴，實現(xiàn)了能量密度與綜合性能的雙提升，相關(guān)研究成果于8月13日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。
團隊負責(zé)人、天津大學(xué)材料學(xué)院教授胡文彬介紹，通過這一創(chuàng)新，研究團隊實現(xiàn)了高能量密度電池“Battery600”的性能目標(biāo)，并成功實現(xiàn)了高能量密度電池組“Pack480”的可擴展性，為未來鋰金屬電池的應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。同時，該技術(shù)還同時兼具優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和安全特性。
目前，依托天津大學(xué)國家儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺和貴金屬功能材料全國重點實驗室等國家級平臺，團隊正積極推進相關(guān)成果的技術(shù)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用驗證，已經(jīng)建設(shè)高能金屬鋰電池中試生產(chǎn)線，成功應(yīng)用于我國三款型號微型全電無人飛行器，比現(xiàn)有電池的續(xù)航時間提高了2.8倍。
據(jù)悉，團隊目前已經(jīng)掌握了高能鋰電池“材料-電解液-電極-電池”全鏈條核心技術(shù)，全部原材料和關(guān)鍵技術(shù)自主可控，并且具備了高一致性批量化生產(chǎn)能力，預(yù)計今年下半年全面投產(chǎn)運行。
來源：經(jīng)濟參考報 記者 張建新 栗雅婷
作者：張建新 栗雅婷
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