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600 Wh/kg！中国锂金属电池“离域化”突破，无人机续航飙升2.8倍

2025-08-17 09:29:57 来源：SMM

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简介：天津大学团队提出“离域化”电解液新设计，研制出能量密度超600 Wh/kg的软包锂金属电芯，模组级仍达480 Wh/kg，为现有锂电的2–3倍。成果8月13日发表于《Nature》，并已在三款微型全电无人飞行器完成装机验证，续航时间提升2.8倍。该突破有望重塑无人机、电动汽车及大规模储能的未来格局。

传统锂离子电池的能量密度已逼近理论极限，而天津大学此次将锂金属负极与高镍正极组合，通过“离域化”电解液设计，使软包电芯能量密度首次突破600 Wh/kg，模组级仍保持480 Wh/kg，相当于把一辆续航400 km的电动车直接提升到1000 km级别。更重要的是，循环寿命在1 C倍率下达到500次以上，容量保持率>80%，为商业化扫清关键障碍。

锂金属电池长期受困于电解液副反应与枝晶生长。团队通过调节溶剂分子电子离域度，削弱锂离子与溶剂的强配位，形成动态可逆的界面保护层，抑制枝晶并降低界面阻抗。实验显示，-20 ℃低温下电池容量保持率提升30%，60 ℃高温存储7天产气量减少90%，安全性能大幅改善。

研究团队与航天科工合作，将新电池集成至三款微型全电无人飞行器。换装后，同样载荷条件下续航由45分钟提升至126分钟，航程扩展2.8倍；电池包重量反而减轻15%，显著增强机动性与任务半径。军方与民用测绘企业已启动小批量试用，预计2026年实现产业化供应。

据高工锂电预测，若锂金属电池量产成本降至0.6元/Wh以下，2028年全球需求将超300 GWh。天津大学已与宁德时代、比亚迪共建中试线，计划2025年底完成20 Ah级模组验证；同时布局电网储能示范，目标实现500 Wh/kg系统级能量密度，推动风光配储度电成本再降20%。

从实验室到蓝天，天津大学“离域化”锂金属电池仅用三年完成技术闭环。600 Wh/kg的能量密度不仅刷新世界纪录，更在无人机场景率先落地，为电动交通与储能打开万亿级想象空间。随着中试放大与产业链协同推进，中国有望在下一代电池竞赛中继续领跑。