天津大学科研团队在国际顶级期刊《自然》上发表重大突破，成功研发出新型锂金属电池技术，标志着中国在电池科技领域取得全球领先成就。这项研究由天津大学团队携手合作伙伴共同完成，其成果以“离域电解质设计实现二次锂金属软包电池能量密度突破600Wh/kg”为题，于近日在线发表。
随着电动交通、低空经济、消费电子及人形机器人等新兴产业的迅猛发展，市场对高能量密度、长续航电池的需求急剧增加。能量密度作为电池性能的核心指标，如何在保持轻量和紧凑的同时，提升电池的储能能力，成为当前亟待解决的技术难题。锂金属电池因其远超传统锂离子电池的理论能量密度，被视为新一代电池技术的希望之星。
然而，传统电解液设计主要依赖于溶剂主导或阴离子主导的溶剂化结构，难以满足电池能量输出和循环寿命的双重提升需求。为突破这一技术瓶颈，天津大学科研团队历经数年潜心研究，终于首创了高能锂金属电池电解液“离域化”设计理念，彻底颠覆了传统电解液设计模式。
据团队负责人、天津大学材料学院的胡文彬教授介绍，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，从而全面优化电解液性能。这一创新设计有效平衡了溶剂主导和阴离子主导的溶剂化结构，减少了动力学障碍，稳定了电极与电解液的界面，为电池性能的显著提升开辟了新途径。通过这一理念，研究团队成功研制出能量密度超过600瓦时/公斤的软包电芯和480瓦时/公斤的模组电池，性能指标较现有锂离子电池直接提高了2至3倍。
更为这项新技术不仅能量密度高，还兼具优异的循环稳定性和安全特性。目前，天津大学团队正依托国家储能技术产教融合创新平台和贵金属功能材料全国重点实验室等国家级平台，积极推进相关成果的技术转化和应用验证。团队已建设高能锂金属电池中试生产线，并成功应用于三款型号微型全电无人飞行器，续航时间较现有电池提高了2.8倍。
天津大学团队已全面掌握高能锂电池“材料—电解液—电极—电池”全链条核心技术，所有原材料和关键技术均实现自主可控，并具备高一致性批量化生产能力。预计在今年下半年，该技术将全面投产运行，为未来锂金属电池在更广泛领域的应用奠定坚实基础。
