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天津大學(xué)收獲突破性成果 新設(shè)計(jì)有效提升鋰電池續(xù)航
2025年08月14日 16:41:16
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：356
天津大學(xué)胡文彬教授、韓曉鵬教授團(tuán)隊(duì)在超高能量密度二次電池材料與器件領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，首創(chuàng)“離域化”電解液設(shè)計(jì)理念，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，在保障電池兼具循環(huán)穩(wěn)定性與安全性同時(shí)，將鋰電池的續(xù)航能力提升2—3倍。
鋰電池作為現(xiàn)代社會(huì)常用的儲(chǔ)能裝置。憑借其能量比較高、使用壽命較長(zhǎng)、額定電壓高且穩(wěn)定、自放電率低等優(yōu)勢(shì)，鋰電池被廣泛應(yīng)用于各式各樣的領(lǐng)域。尤其是在電子設(shè)備小型化，交通工具新能源化日趨顯著的今天，鋰電池一定程度成為了便攜式電子設(shè)備的基石以及交通電動(dòng)化的核心，受重視程度更勝以往。也正因如此，科研人員愈加重視從技術(shù)層面提升鋰電池性能，推動(dòng)了鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用。
而鋰電池的一個(gè)重要突破口便是能量密度。盡管鋰電池原本的能量密度和續(xù)航能力已經(jīng)很優(yōu)秀，但我們也同樣需要承認(rèn)，現(xiàn)階段電池的續(xù)航能力已經(jīng)成為了依賴電池供能的移動(dòng)設(shè)備以及交通工具的瓶頸，成為了制約行業(yè)發(fā)展的難題。而就在最近，這一難題獲得了轉(zhuǎn)機(jī)。
天津大學(xué)胡文彬教授、韓曉鵬教授團(tuán)隊(duì)在超高能量密度二次電池材料與器件領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，首創(chuàng)“離域化”電解液設(shè)計(jì)理念，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，在保障電池兼具循環(huán)穩(wěn)定性與安全性同時(shí)，將鋰電池的續(xù)航能力提升2—3倍。
據(jù)了解，現(xiàn)階段鋰電池的性能瓶頸，主要來(lái)自于電解液設(shè)計(jì)長(zhǎng)期受限于溶劑或陰離子主導(dǎo)的單一溶劑化結(jié)構(gòu)，難以同時(shí)兼顧高能量輸出與長(zhǎng)循環(huán)壽命。而在此次研究中，團(tuán)隊(duì)借助人工智能與分子篩選，大幅縮短電解液研發(fā)周期，打破傳統(tǒng)電解液設(shè)計(jì)對(duì)主導(dǎo)溶劑化結(jié)構(gòu)的依賴，通過(guò)引入多樣化的電解液微環(huán)境，增加溶劑化環(huán)境的無(wú)序性，從而優(yōu)化整體電解液性能。
據(jù)介紹，這種設(shè)計(jì)能夠有效平衡溶劑主導(dǎo)和陰離子主導(dǎo)的溶劑化結(jié)構(gòu)，降低動(dòng)力學(xué)傳輸障礙，顯著改善電極/電解液界面穩(wěn)定性，為電池性能的突破性提升提供了巨大潛力。
目前，該成果已經(jīng)發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)期刊《Nature》，相關(guān)成果也已經(jīng)進(jìn)入技術(shù)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用驗(yàn)證階段，并已經(jīng)建成高能金屬鋰電池中試生產(chǎn)線。未來(lái)我國(guó)3款型號(hào)微型全電無(wú)人飛行器將在該產(chǎn)品的加持下進(jìn)行工作，預(yù)計(jì)能夠因此將續(xù)航延長(zhǎng)2.8倍。
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