中國教育報-中國教育新聞網訊（通訊員 劉曉艷 記者 陳欣然）北京時間8月13日，國際頂級期刊《自然》以“離域電解質設計實現 二次鋰金屬軟包電池突破600Wh/kg”為題在線刊發天津大學團隊最新研究成果。該研究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，在國際上首次研制了能量密度超過600瓦時/公斤的軟包電芯和480瓦時/公斤的模組電池，其性能指標比現有鋰離子電池的能量密度和續航能力直接提高了2—3倍。這一成果標志著我國在鋰金屬電池這一前沿領域的全球領先地位。

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。能量密度是電池核心指標，如何在重量更輕、體積更小的情況下儲能更多電量面臨重大技術挑戰。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提高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。

天津大學科研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。

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。通過這一創新，研究實現了高能量密度電池“Battery600”的性能目標，并成功實現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。與此同時，該技術同時兼具優異的循環穩定性和安全特性，在高能電池研究領域形成了前沿引領作用。

目前，依托天津大學國家儲能技術產教融合創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，成功應用于我國三款型號微型全電無人飛行器，比現有電池的續航時間提高了2.8倍。目前，團隊已經掌握了高能鋰電池“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。