8月13日,在天津大學的實驗室里,天津大學材料學院胡文彬教授團隊正在進行實驗。新華社發(fā)
新華社天津8月14日電(記者張建新、栗雅婷)近日,中國科研人員突破現(xiàn)有傳統(tǒng)鋰離子電池在能量密度和應用性能上的瓶頸,研制出能量密度超過600瓦時/公斤的軟包電芯和480瓦時/公斤的模組電池,其性能指標比現(xiàn)有主流鋰離子電池的能量密度和續(xù)航能力提高了2至3倍。
天津大學科研團隊與合作者經過數(shù)年科技創(chuàng)新和技術攻關,首創(chuàng)高能金屬鋰電池電解液“離域化”設計理念,打破了傳統(tǒng)電解液設計對主導溶劑化結構的依賴,實現(xiàn)了能量密度與綜合性能的雙提升,相關研究成果8月13日在國際知名學術期刊《自然》發(fā)表。
隨著電動交通、低空經濟、消費電子、人形機器人等新興領域迅速發(fā)展,人們對高能量、長續(xù)航可充放電池的需求日益增長。能量密度是電池核心指標,開發(fā)新一代更高能量、更長續(xù)航的鋰電池技術,是目前全球各國研究人員都在力求突破的技術難關。
鋰金屬電池因具備遠高于傳統(tǒng)鋰離子電池的理論能量密度,被視為解決現(xiàn)有電池性能瓶頸和續(xù)航能力的新一代電池技術。但目前其電解液設計難以同時兼顧電池能量輸出和循環(huán)壽命的提升要求。
8月13日,在天津大學的實驗室里,天津大學材料學院胡文彬教授團隊正在進行實驗。新華社發(fā)
團隊負責人、天津大學材料學院教授胡文彬介紹,通過技術創(chuàng)新,研究團隊實現(xiàn)了高能量密度電池“Battery600”的性能目標,并成功實現(xiàn)了高能量密度電池組“Pack480”的可擴展性,為未來鋰金屬電池的應用奠定了重要基礎。同時,該技術還同時兼具優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和安全特性。
胡文彬說,高能鋰金屬電池的技術突破將大幅提升儲能系統(tǒng)的能量密度與續(xù)航能力,其在電動交通、低空經濟、航天裝備及高端儲能等領域應用廣泛。
目前,依托天津大學國家儲能技術產教融合創(chuàng)新平臺和貴金屬功能材料全國重點實驗室等國家級平臺,團隊正積極推進相關成果的技術轉化和應用驗證,已經建設高能鋰金屬電池中試生產線,成功應用于中國三款型號微型全電無人飛行器。
據(jù)悉,團隊目前已經掌握了高能鋰金屬電池“材料-電解液-電極-電池”全鏈條核心技術,全部原材料和關鍵技術自主可控,并且具備了高一致性批量化生產能力,預計今年下半年全面投產運行。