8月13日,國際頂級期刊《自然》以“離域電解質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 二次鋰金屬軟包電池突破600Wh/kg”為題在線刊發(fā)天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)最新研究成果。該研究突破現(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,首創(chuàng)鋰金屬電池電解液“離域化”設(shè)計(jì)理念,在國際上首次研制了能量密度超過600瓦時/公斤的軟包電芯和480瓦時/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2-3倍。這一成果標(biāo)志著我國在鋰金屬電池這一前沿領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位。
據(jù)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,研究團(tuán)隊(duì)通過技術(shù)創(chuàng)新,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”的可拓展性。這一突破為未來鋰金屬電池的應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ),同時該技術(shù)還兼具優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和安全特性。 目前,依托天津大學(xué)國家儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺和貴金屬功能材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等國家級平臺,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)建成高能鋰金屬電池中試生產(chǎn)線,并成功應(yīng)用于中國三款型號微型全電無人飛行器。 據(jù)悉,團(tuán)隊(duì)已掌握高能鋰金屬電池“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,具備高一致性批量化生產(chǎn)能力。預(yù)計(jì)今年下半年將全面投產(chǎn)運(yùn)行。 隨著電動交通、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,市場對高能量、長續(xù)航可充放電池的需求日益增長。能量密度作為電池核心指標(biāo),其技術(shù)突破一直是全球研究人員努力攻克的難關(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)有電池性能瓶頸的新一代技術(shù)。然而此前其電解液設(shè)計(jì)難以同時兼顧能量輸出和循環(huán)壽命的提升要求。中國科研團(tuán)隊(duì)的這一突破,為解決這一世界性難題提供了新的技術(shù)路徑。