可将锂电池能量和续航提高2—3倍 《自然》刊发天津大学团队最新成果

中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 刘晓艳 记者 陈欣然）北京时间8月13日，国际顶级期刊《自然》以“离域电解质设计实现 二次锂金属软包电池突破600Wh/kg”为题在线刊发天津大学团队最新研究成果。该研究突破现有传统锂离子电池在能量密度和应用性能上的瓶颈，首创锂金属电池电解液“离域化”设计理念，在国际上首次研制了能量密度超过600瓦时/公斤的软包电芯和480瓦时/公斤的模组电池，其性能指标比现有锂离子电池的能量密度和续航能力直接提高了2—3倍。这一成果标志着我国在锂金属电池这一前沿领域的全球领先地位。

随着电动交通、低空经济、消费电子及人形机器人等新兴领域迅速发展，人们对高能量、长续航可充放电池的需求日益迫切。能量密度是电池核心指标，如何在重量更轻、体积更小的情况下储能更多电量面临重大技术挑战。锂金属电池因具备远高于传统锂离子电池的理论能量密度，被视为解决现有电池性能瓶颈和提高续航能力的新一代电池技术。但目前的电解液设计主要依赖溶剂主导或阴离子主导的溶剂化结构，难以同时兼顾电池能量输出和循环寿命的提升要求。突破电解液设计瓶颈，开发新一代更高能量、更长续航的锂电池技术，是目前全球范围内各国研究人员都在力求突破的技术难关。

天津大学科研团队与合作者联合攻关，经过数年科技创新和技术攻关，首创高能锂金属电池电解液“离域化”设计理念，打破了传统电解液设计对主导溶剂化结构的依赖。

团队负责人、天津大学材料学院胡文彬教授介绍，这种全新的离域电解液设计理念，通过引入多样化的电解液微环境，增加溶剂化环境的无序性，从而优化整体电解液性能。这种设计理念能够有效平衡溶剂主导和阴离子主导的溶剂化结构，减少动力学障碍，稳定电极/电解液界面，为电池性能的突破性提升提供了巨大潜力。通过这一创新，研究实现了高能量密度电池“Battery600”的性能目标，并成功实现了高能量密度电池组“Pack480”的可扩展性，为未来锂金属电池的应用奠定了重要基础。与此同时，该技术同时兼具优异的循环稳定性和安全特性，在高能电池研究领域形成了前沿引领作用。

目前，依托天津大学国家储能技术产教融合创新平台和贵金属功能材料全国重点实验室等国家级平台，团队正积极推进相关成果的技术转化和应用验证。已经建设高能锂金属电池中试生产线，成功应用于我国三款型号微型全电无人飞行器，比现有电池的续航时间提高了2.8倍。目前，团队已经掌握了高能锂电池“材料—电解液—电极—电池”全链条核心技术，全部原材料和关键技术自主可控，并且具备了高一致性批量化生产能力，预计今年下半年全面投产运行。