天津大學(xué)研究團(tuán)隊突破現(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)計理念，研制了能量密度超過600瓦時/千克的軟包電芯和480瓦時/千克的模組電池，其性能指標(biāo)比現(xiàn)有鋰離子電池的能量密度和續(xù)航能力提高了2至3倍。這一研究成果于8月13日發(fā)表于國際頂級期刊《自然》。
隨著電動交通、低空經(jīng)濟(jì)、消費電子及人形機器人等新興領(lǐng)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迫切。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)有電池性能瓶頸和續(xù)航能力的新一代電池技術(shù)。但目前的電解液設(shè)計主要依賴溶劑主導(dǎo)或陰離子主導(dǎo)的溶劑化結(jié)構(gòu)，難以同時兼顧電池能量輸出和循環(huán)壽命的提升要求。突破電解液設(shè)計瓶頸，開發(fā)新一代更高能量、更長續(xù)航的鋰電池技術(shù)，是目前全球范圍內(nèi)各國研究人員都在力求突破的技術(shù)難關(guān)。
為解決上述問題，天津大學(xué)的研究團(tuán)隊與合作者聯(lián)合攻關(guān)，經(jīng)過數(shù)年科技創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，首創(chuàng)高能鋰金屬電池電解液“離域化”設(shè)計理念，打破了傳統(tǒng)電解液設(shè)計對主導(dǎo)溶劑化結(jié)構(gòu)的依賴。
該研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、天津大學(xué)材料學(xué)院胡文彬教授介紹，這種全新的離域電解液設(shè)計理念，通過引入多樣化的電解液微環(huán)境，增加溶劑化環(huán)境的無序性，從而優(yōu)化整體電解液性能。這種設(shè)計理念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)，減少動力學(xué)障礙，穩(wěn)定電極/電解液界面，為電池性能的突破性提升提供了巨大潛力。與此同時，該技術(shù)兼具優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和安全特性，在高能電池研究領(lǐng)域發(fā)揮前沿引領(lǐng)作用。
開發(fā)過程中，研究團(tuán)隊強化多學(xué)科交叉，借助人工智能技術(shù)成功將傳統(tǒng)電解液材料篩選的研發(fā)周期大幅縮短。目前，該團(tuán)隊正積極推進(jìn)相關(guān)成果的技術(shù)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用驗證，已經(jīng)建成高能鋰金屬電池中試生產(chǎn)線，產(chǎn)品應(yīng)用于3款微型全電無人飛行器，比現(xiàn)有電池續(xù)航時間提高了2.8倍。
中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會 中華人民共和國工業(yè)和信息化部 中華人民共和國應(yīng)急管理部 中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部 中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務(wù)部 中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會
江蘇省發(fā)展和改革委員會 江蘇省工業(yè)和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態(tài)環(huán)境廳 江蘇省科學(xué)技術(shù)廳 江蘇省商務(wù)廳 江蘇省應(yīng)急管理廳 江蘇省市場監(jiān)督管理局 江蘇省統(tǒng)計局
北京市化學(xué)工業(yè)協(xié)會 天津市石油和化工協(xié)會 遼寧省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 內(nèi)蒙古石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 重慶市石油與天然氣學(xué)會 河北省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 山西省化學(xué)工業(yè)協(xié)會 吉林省能源協(xié)會 黑龍江省石化行業(yè)協(xié)會 浙江省石油和化學(xué)工業(yè)行業(yè)協(xié)會 安徽省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 福建省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 江西省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 河南省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 湖北省石化行業(yè)協(xié)會 湖南省石油化學(xué)工業(yè)協(xié)會 廣東省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會 海南省石油和化學(xué)工業(yè)行業(yè)協(xié)會 四川省化工行業(yè)協(xié)會 貴州省化學(xué)工業(yè)協(xié)會 云南省化工行業(yè)協(xié)會 陜西省經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會 甘肅省石化工業(yè)協(xié)會 青海省化工協(xié)會
電話：協(xié)會：025-8799064 學(xué)會：025-86799482
會員服務(wù)部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證：蘇B2-20110130
備案號：蘇ICP備13033418號-1
電話：025-8799064
會員服務(wù)部：86918841
信息部：86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
電話：025-86799482
會員服務(wù)部：86918841
信息部：86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
