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天大首創離域電解液設計理念

文章來源：中國石油和化工網更新時間：2025-08-25 10:14:12

天津大學研究團隊突破現有傳統鋰離子電池在能量密度和應用性能上的瓶頸，首創鋰金屬電池電解液“離域化”設計理念，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，其性能指標比現有鋰離子電池的能量密度和續航能力提高了2至3倍。這一研究成果于8月13日發表于國際頂級期刊《自然》。

隨著電動交通、低空經濟、消費電子及人形機器人等新興領域迅速發展，人們對高能量、長續航可充放電池的需求日益迫切。鋰金屬電池因具備遠高于傳統鋰離子電池的理論能量密度，被視為解決現有電池性能瓶頸和續航能力的新一代電池技術。但目前的電解液設計主要依賴溶劑主導或陰離子主導的溶劑化結構，難以同時兼顧電池能量輸出和循環壽命的提升要求。突破電解液設計瓶頸，開發新一代更高能量、更長續航的鋰電池技術，是目前全球范圍內各國研究人員都在力求突破的技術難關。

為解決上述問題，天津大學的研究團隊與合作者聯合攻關，經過數年科技創新和技術攻關，首創高能鋰金屬電池電解液“離域化”設計理念，打破了傳統電解液設計對主導溶劑化結構的依賴。

該研究團隊負責人、天津大學材料學院胡文彬教授介紹，這種全新的離域電解液設計理念，通過引入多樣化的電解液微環境，增加溶劑化環境的無序性，從而優化整體電解液性能。這種設計理念能夠有效平衡溶劑主導和陰離子主導的溶劑化結構，減少動力學障礙，穩定電極/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，該技術兼具優異的循環穩定性和安全特性，在高能電池研究領域發揮前沿引領作用。

開發過程中，研究團隊強化多學科交叉，借助人工智能技術成功將傳統電解液材料篩選的研發周期大幅縮短。目前，該團隊正積極推進相關成果的技術轉化和應用驗證，已經建成高能鋰金屬電池中試生產線，產品應用于3款微型全電無人飛行器，比現有電池續航時間提高了2.8倍。

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