近日，我國(guó)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(guò)600瓦時(shí)/公斤的軟包電芯和480瓦時(shí)/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(dòng)交通、低空經(jīng)濟(jì)、消費(fèi)電子、人形機(jī)器人等新興領(lǐng)域迅速發(fā)展，人們對(duì)高能量、長(zhǎng)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(chǔ)能更多電量是各國(guó)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(yuǎn)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(jì)難以同時(shí)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(tuán)隊(duì)與合作者經(jīng)過(guò)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(jì)理念，打破了傳統(tǒng)電解液設(shè)計(jì)對(duì)主導(dǎo)溶劑化結(jié)構(gòu)的依賴，實(shí)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(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。
團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、天津大學(xué)材料學(xué)院教授胡文彬介紹，通過(guò)這一創(chuàng)新，研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了高能量密度電池“Battery600”的性能目標(biāo)，并成功實(shí)現(xiàn)了高能量密度電池組“Pack480”的可擴(kuò)展性，為未來(lái)鋰金屬電池的應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。同時(shí)，該技術(shù)還同時(shí)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(guó)家儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺(tái)和貴金屬功能材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等國(guó)家級(jí)平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)正積極推進(jìn)相關(guān)成果的技術(shù)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用驗(yàn)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(guó)三款型號(hào)微型全電無(wú)人飛行器，比現(xiàn)有電池的續(xù)航時(shí)間提高了2.8倍。
據(jù)悉，團(tuán)隊(duì)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(jì)今年下半年全面投產(chǎn)運(yùn)行。
