中国科学家攻克电池技术瓶颈 续航能力实现跨越式提升
8月13日,天津大学科研团队在能源存储领域取得重大突破,其创新成果获国际顶级期刊《自然》刊发。研究团队开创性地提出"离域电解质"的全新设计思路,成功研制出能量密度突破600瓦时/公斤的锂金属软包电池,并实现480瓦时/公斤的模组电池集成。
这项技术突破彻底改写了传统锂离子电池的性能极限,将现有电池的能量密度和续航能力提升2-3倍。该成果不仅攻克了长期制约电池发展的能量密度瓶颈,更确立了我国在下一代高能量密度电池研发领域的国际领先优势。研究采用的创新性电解质设计方案,为未来储能技术的发展开辟了全新路径。
在当今科技快速发展的时代,电动交通工具、无人机应用、智能穿戴设备以及服务型机器人等新兴产业的蓬勃兴起,对储能技术提出了前所未有的高要求。电池作为这些领域的核心动力源,其性能突破的关键在于能量密度的提升——如何在保持轻量化、小型化的同时实现更大的储能容量,成为摆在科研人员面前的重要课题。
锂金属电池因其理论储能潜力远超传统锂离子电池,被公认为下一代储能技术的重点发展方向。然而,现有电解液体系普遍存在固有缺陷:无论是溶剂主导型还是阴离子主导型的结构设计,都难以在提升能量输出的同时确保电池的循环稳定性。这一技术瓶颈严重制约了高性能电池的商业化进程,也成为全球科研团队竞相攻克的难题。开发既能大幅提高能量密度又能保证使用寿命的新型电解液,已成为推动储能技术革新的关键突破口。
天津大学联合研究团队经过多年持续探索,在锂金属电池技术领域取得革命性突破。该团队创新性地提出了"离域化"电解液设计范式,彻底改变了传统电解液依赖单一溶剂化结构的局限。项目带头人胡文彬教授解释道,这项技术突破的关键在于构建多元化的电解液微环境体系,通过增强溶剂化无序度来全面提升电解液性能。
这种开创性的设计思路巧妙融合了溶剂主导与阴离子主导体系的优势,显著降低了电化学反应的动力学阻力,同时有效稳定了电极与电解液界面。基于此创新,团队成功研制出单体能量密度达600瓦时/公斤的"Battery600"电池系统,并开发出模组能量密度480瓦时/公斤的"Pack480"集成方案,为锂金属电池的商业化应用扫清了关键技术障碍。
值得注意的是,该技术不仅实现了能量密度的跨越式提升,更在循环寿命和安全性能方面表现出色。这一突破性进展为下一代高能量密度电池的发展指明了新方向,在全球储能技术竞争中占据了战略制高点。研究成果展现了从基础理论创新到工程化应用的全链条研发实力,为新能源产业的发展注入了强劲动力。
天津大学研究团队正依托国家级科研平台加速推进锂金属电池技术的产业化进程。在国家储能技术产教融合创新平台和贵金属材料重点实验室的支持下,团队已建成高能量密度电池中试产线,并成功将技术应用于三型微型无人机,实现续航能力提升近3倍的显著效果。
目前,该团队已全面掌握从关键材料、核心电解液到电极制备、电池组装的完整技术链,所有原材料和工艺技术均实现自主可控。特别值得一提的是,团队突破了规模化生产的技术瓶颈,具备了高稳定性批量制造能力。据悉,该技术将于今年下半年启动规模化量产,标志着我国在高性能储能电池领域迈入产业化新阶段。
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