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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合多家科研機構，首創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航能力較現有主流鋰離子電池提升2至3倍，為電動交通、低空經濟、消費電子等領域帶來革命性變革。 技術突破：電解液“離域化”設計破解行業難題 傳統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有技術，但電解液設計難以兼顧高能量輸出與長循環壽命的矛盾。胡文彬團隊提出的“離域化”設計理念，通過調控電解液微環境，增強溶劑化結構無序性，成功平衡溶劑與陰離子的協同作用。這一創新顯著降低了電極/電解液界面的動力學障礙，使界面穩定性提升的同時，電池能量密度突破600Wh/kg大關，模組電池能量密度達480Wh/kg，循環壽命與安全性同步優化。 團隊負責人胡文彬教授表示：“我們打破了傳統電解液設計對主導溶劑化結構的依賴，實現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穩定性上的行業痛點。” 應用驗證：無人機續航時間延長2.8倍 目前，該技術已進入產業化落地階段。依托天津大學國家儲能技術產教融合創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線，并成功應用于三款國產微型全電無人飛行器。實測數據顯示，搭載新型電池的無人機續航時間較現有產品提升2.8倍，在低溫、高海拔等極端環境下仍保持穩定性能。 “這一突破直接回應了低空經濟對長續航、高安全電池的迫切需求。”團隊成員透露，新型電池采用軟包封裝形式，結合鋁塑復合膜外殼，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 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自主可控。通過優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模化生產難題，具備高一致性批量化生產能力。 “我們正在與多家頭部企業對接技術轉化，預計今年下半年全面投產。”胡文彬教授透露，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。隨著低空經濟和電動交通市場的爆發，高能鋰電池有望成為下一代儲能系統的核心解決方案。 行業影響：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，為全球能源轉型提供了“中國方案”。據測算，若該技術大規模應用于新能源汽車，整車續航可突破1000公里，同時大幅降低電池重量和成本。 業內專家指出，這一成果標志著中國在固態電池、鋰金屬電池等前沿領域已占據領先地位。隨著技術的持續迭代，高能鋰電池有望在2030年前逐步替代現有鋰離子電池，推動全球儲能產業進入“600Wh/kg+”時代。 |
