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随着电动交通、低空经济、消费电子、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。13日，国际期刊《自然》在线刊发天津大学科研团队最新研究成果，该研究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，在国际上首次研制了能量密度超过600瓦时/公斤的软包电芯和480瓦时/公斤的模组电池，其性能指标将现有锂离子电池的能量密度和续航能力直接提高了2至3倍。这一成果标志着我国在锂金属电池这一前沿领域处于全球领先地位。
如何在重量更轻、体积更小的情况下储存更多电量？能量密度是电池核心指标。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，被视为突破现有电池性能瓶颈和提高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。
为此，天津大学科研团队与合作者联合攻关，经过数年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。
团队负责人、天津大学材料学院教授胡文彬介绍，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。通过这一创新，实现了名为“Battery600”的高能量密度电池的性能目标，并成功实现了高能量密度电池组“Pack480”的可扩展性，为未来锂金属电池的应用奠定了重要基础。与此同时，该技术兼具优异的循环稳定性和安全特性。
目前，团队已经掌握了高能锂电池“材料—电解液—电极—电池”全链条核心技术，全部原材料和关键技术自主可控，并且具备了高一致性批量化生产能力。（记者王艺钊、朱斌 通讯员刘晓艳）
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