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近日，中國(guó)科研人員在鋰離子電池領(lǐng)域取得里程碑式突破。天津大學(xué)材料學(xué)院胡文彬教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)，首創(chuàng)高能金屬鋰電池電解液“離域化”設(shè)計(jì)理念，成功研制出能量密度突破600瓦時(shí)/公斤的軟包電芯及480瓦時(shí)/公斤的模組電池，相關(guān)成果于8月13日發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》。這一技術(shù)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(dòng)交通、低空經(jīng)濟(jì)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域帶來革命性變革。 技術(shù)突破：電解液“離域化”設(shè)計(jì)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(yuǎn)超現(xiàn)有技術(shù)，但電解液設(shè)計(jì)難以兼顧高能量輸出與長(zhǎng)循環(huán)壽命的矛盾。胡文彬團(tuán)隊(duì)提出的“離域化”設(shè)計(jì)理念，通過調(diào)控電解液微環(huán)境，增強(qiáng)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(dòng)力學(xué)障礙，使界面穩(wěn)定性提升的同時(shí)，電池能量密度突破600Wh/kg大關(guān)，模組電池能量密度達(dá)480Wh/kg，循環(huán)壽命與安全性同步優(yōu)化。 團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人胡文彬教授表示：“我們打破了傳統(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重提升。這一技術(shù)不僅為鋰金屬電池的商業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，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(diǎn)�！� 應(yīng)用驗(yàn)證：無人機(jī)續(xù)航時(shí)間延長(zhǎng)2.8倍 目前，該技術(shù)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化落地階段。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，團(tuán)隊(duì)建成高能金屬鋰電池中試生產(chǎn)線，并成功應(yīng)用于三款國(guó)產(chǎn)微型全電無人飛行器。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，搭載新型電池的無人機(jī)續(xù)航時(shí)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(yīng)了低空經(jīng)濟(jì)對(duì)長(zhǎng)續(xù)航、高安全電池的迫切需求。”團(tuán)隊(duì)成員透露，新型電池采用軟包封裝形式，結(jié)合鋁塑復(fù)合膜外殼，在能量密度、設(shè)計(jì)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(jī)、消費(fèi)電子等對(duì)重量敏感的領(lǐng)域。 全鏈條自主可控：預(yù)計(jì)下半年全面投產(chǎn) 值得注意的是，該團(tuán)隊(duì)已掌握高能鋰電池“材料-電解液-電極-電池”全鏈條核心技術(shù)，所有原材料和關(guān)鍵工藝均實(shí)現(xiàn)自主可控。通過優(yōu)化電極疊片技術(shù)和模組集成方案，團(tuán)隊(duì)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(duì)接技術(shù)轉(zhuǎn)化，預(yù)計(jì)今年下半年全面投產(chǎn)。”胡文彬教授透露，除無人機(jī)領(lǐng)域外，團(tuán)隊(duì)正推進(jìn)該技術(shù)在電動(dòng)汽車、人形機(jī)器人、航天裝備等場(chǎng)景的驗(yàn)證。隨著低空經(jīng)濟(jì)和電動(dòng)交通市場(chǎng)的爆發(fā)，高能鋰電池有望成為下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心解決方案。 行業(yè)影響：重塑全球電池競(jìng)爭(zhēng)格局 當(dāng)前，全球各國(guó)正加速布局下一代電池技術(shù)。中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)的此次突破，不僅將電動(dòng)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(shù)路徑，為全球能源轉(zhuǎn)型提供了“中國(guó)方案”。據(jù)測(cè)算，若該技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于新能源汽車，整車?yán)m(xù)航可突破1000公里，同時(shí)大幅降低電池重量和成本。 業(yè)內(nèi)專家指出，這一成果標(biāo)志著中國(guó)在固態(tài)電池、鋰金屬電池等前沿領(lǐng)域已占據(jù)領(lǐng)先地位。隨著技術(shù)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(dòng)全球儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入“600Wh/kg+”時(shí)代。 |
