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近日，中國科研人員在鋰離子電池領域取得里程碑式突破。天津大學材料學院胡文彬教授團隊聯(lián)合多家科研機構(gòu)，首創(chuàng)高能金屬鋰電池電解液“離域化”設計理念，成功研制出能量密度突破600瓦時/公斤的軟包電芯及480瓦時/公斤的模組電池，相關成果于8月13日發(fā)表于國際頂級學術期刊《自然》。這一技術突破使電池能量密度和續(xù)航能力較現(xiàn)有主流鋰離子電池提升2至3倍，為電動交通、低空經(jīng)濟、消費電子等領域帶來革命性變革。 技術突破：電解液“離域化”設計破解行業(yè)難題 傳統(tǒng)鋰離子電池能量密度已接近理論極限，而鋰金屬電池雖理論能量密度遠超現(xiàn)有技術，但電解液設計難以兼顧高能量輸出與長循環(huán)壽命的矛盾。胡文彬團隊提出的“離域化”設計理念，通過調(diào)控電解液微環(huán)境，增強溶劑化結(jié)構(gòu)無序性，成功平衡溶劑與陰離子的協(xié)同作用。這一創(chuàng)新顯著降低了電極/電解液界面的動力學障礙，使界面穩(wěn)定性提升的同時，電池能量密度突破600Wh/kg大關，模組電池能量密度達480Wh/kg，循環(huán)壽命與安全性同步優(yōu)化。 團隊負責人胡文彬教授表示：“我們打破了傳統(tǒng)電解液設計對主導溶劑化結(jié)構(gòu)的依賴，實現(xiàn)了能量密度與綜合性能的雙重提升。這一技術不僅為鋰金屬電池的商業(yè)化應用奠定基礎，更解決了高能量密度電池在安全性和循環(huán)穩(wěn)定性上的行業(yè)痛點�！� 應用驗證：無人機續(xù)航時間延長2.8倍 目前，該技術已進入產(chǎn)業(yè)化落地階段。依托天津大學國家儲能技術產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺和貴金屬功能材料全國重點實驗室，團隊建成高能金屬鋰電池中試生產(chǎn)線，并成功應用于三款國產(chǎn)微型全電無人飛行器。實測數(shù)據(jù)顯示，搭載新型電池的無人機續(xù)航時間較現(xiàn)有產(chǎn)品提升2.8倍，在低溫、高海拔等極端環(huán)境下仍保持穩(wěn)定性能。 “這一突破直接回應了低空經(jīng)濟對長續(xù)航、高安全電池的迫切需求�！眻F隊成員透露，新型電池采用軟包封裝形式，結(jié)合鋁塑復合膜外殼，在能量密度、設計靈活性和安全性上全面超越傳統(tǒng)硬殼電池，尤其適合無人機、消費電子等對重量敏感的領域。 全鏈條自主可控：預計下半年全面投產(chǎn) 值得注意的是，該團隊已掌握高能鋰電池“材料-電解液-電極-電池”全鏈條核心技術，所有原材料和關鍵工藝均實現(xiàn)自主可控。通過優(yōu)化電極疊片技術和模組集成方案，團隊成功解決了高能量密度電池的規(guī)�；a(chǎn)難題，具備高一致性批量化生產(chǎn)能力。 “我們正在與多家頭部企業(yè)對接技術轉(zhuǎn)化，預計今年下半年全面投產(chǎn)�！焙谋蚪淌谕嘎�，除無人機領域外，團隊正推進該技術在電動汽車、人形機器人、航天裝備等場景的驗證。隨著低空經(jīng)濟和電動交通市場的爆發(fā)，高能鋰電池有望成為下一代儲能系統(tǒng)的核心解決方案。 行業(yè)影響：重塑全球電池競爭格局 當前，全球各國正加速布局下一代電池技術。中國科研團隊的此次突破，不僅將電動交通工具的單次充電續(xù)航里程提升至新高度，更通過自主可控的技術路徑，為全球能源轉(zhuǎn)型提供了“中國方案”。據(jù)測算，若該技術大規(guī)模應用于新能源汽車，整車續(xù)航可突破1000公里，同時大幅降低電池重量和成本。 業(yè)內(nèi)專家指出，這一成果標志著中國在固態(tài)電池、鋰金屬電池等前沿領域已占據(jù)領先地位。隨著技術的持續(xù)迭代，高能鋰電池有望在2030年前逐步替代現(xiàn)有鋰離子電池，推動全球儲能產(chǎn)業(yè)進入“600Wh/kg+”時代。 |
