天大首创离域电解液设计理念

提升锂电池能量密度和续航能力

　　中化新网讯 天津大学研究团队突破现有传统锂离子电池在能量密度和应用性能上的瓶颈，首创锂金属电池电解液“离域化”设计理念，研制了能量密度超过600瓦时/千克的软包电芯和480瓦时/千克的模组电池，其性能指标比现有锂离子电池的能量密度和续航能力提高了2至3倍。这一研究成果于8月13日发表于国际顶级期刊《自然》。

　　随着电动交通、低空经济、消费电子及人形机器人等新兴领域迅速发展，人们对高能量、长续航可充放电池的需求日益迫切。锂金属电池因具备远高于传统锂离子电池的理论能量密度，被视为解决现有电池性能瓶颈和续航能力的新一代电池技术。但目前的电解液设计主要依赖溶剂主导或阴离子主导的溶剂化结构，难以同时兼顾电池能量输出和循环寿命的提升要求。突破电解液设计瓶颈，开发新一代更高能量、更长续航的锂电池技术，是目前全球范围内各国研究人员都在力求突破的技术难关。

　　为解决上述问题，天津大学的研究团队与合作者联合攻关，经过数年科技创新和技术攻关，首创高能锂金属电池电解液“离域化”设计理念，打破了传统电解液设计对主导溶剂化结构的依赖。

　　该研究团队负责人、天津大学材料学院胡文彬教授介绍，这种全新的离域电解液设计理念，通过引入多样化的电解液微环境，增加溶剂化环境的无序性，从而优化整体电解液性能。这种设计理念能够有效平衡溶剂主导和阴离子主导的溶剂化结构，减少动力学障碍，稳定电极/电解液界面，为电池性能的突破性提升提供了巨大潜力。与此同时，该技术兼具优异的循环稳定性和安全特性，在高能电池研究领域发挥前沿引领作用。

　　开发过程中，研究团队强化多学科交叉，借助人工智能技术成功将传统电解液材料筛选的研发周期大幅缩短。目前，该团队正积极推进相关成果的技术转化和应用验证，已经建成高能锂金属电池中试生产线，产品应用于3款微型全电无人飞行器，比现有电池续航时间提高了2.8倍。