还在为手机一天一充、电动车续航焦虑、无人机飞一会儿就得返航而烦恼吗?8月16日消息,好消息来了!近日中国科学家在锂电池领域搞了个“大动作”,直接把电池的能量密度和续航能力推上了一个全新高度,未来这些烦恼有望大大缓解!
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能量密度飙升,续航焦虑拜拜?
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近日,天津大学的科研团队联合合作伙伴,经过数年的埋头苦干,在锂电池技术上取得了震撼性的突破!他们研发的新型软包电芯(单体电池)能量密度超过了600瓦时/公斤(Wh/kg),更厉害的是,当这些电芯组成实用的电池模组后,能量密度依然高达480瓦时/公斤(Wh/kg)!这数字意味着啥?( h% t" v0 a4 F) d' ?/ `& |
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% {7 O; R( |5 _; m! }图源:新华社新媒体 ) i, n# {( }0 B; X6 Z
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) ]+ U4 x: G- A N( M简单说,这块新电池,在同等重量或体积下,能储存的电量是目前市面上最好的锂离子电池的2到3倍! 想象一下,你的手机如果换上这种电池,可能几天才需要充一次电;你的电动车,充一次电跑个一千多公里可能不再是梦;无人机更是能飞得更久、看得更远。这可不是科幻,而是实实在在的科研突破!
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图源:新华社新媒体
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+ R( ]3 ?; o8 B这项重量级的研究成果,已经登上了全球最顶尖的科学杂志之一——《自然》(Nature),在8月13日正式向世界宣告了中国在下一代电池技术上的领先地位。$ c! i3 k: m1 e; f+ P7 m
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# v( K) V9 \: `+ C突破瓶颈:下一代电池的“卡脖子”难题被攻克
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2 `7 } ?1 k7 A* p. C$ {为什么说这是“下一代”电池?这次突破的核心是锂金属电池。理论上,它比我们现在手机、电动车里用的锂离子电池能存多得多的电(能量密度高得多),一直被看作是未来电池技术的“扛把子”。但是,理想很丰满,现实却很骨感。这么多年,它有个关键难题死活没解决:电解液。8 h4 D) m% J2 x7 b& u2 ]
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1 p. _5 w: f! e# l6 X3 S电解液就像是电池内部的“血液”,负责运送锂离子来回跑,产生电流。但以往的电解液设计,用在锂金属电池上,总是顾此失彼——要么追求高性能但电池寿命短、容易坏(比如起火),要么追求安全长寿但性能又上不去。这个“鱼与熊掌不可兼得”的电解液设计瓶颈,死死卡住了锂金属电池发展的脖子。/ H T( u$ K5 _* M
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中国方案:“离域化”设计点石成金
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天津大学的科学家们这次就成功捅破了这层窗户纸!他们脑洞大开,首创了高能金属锂电池电解液的“离域化”设计理念。这个名词听起来高大上,但核心理念很清晰:打破传统电解液必须依赖某种特定主导结构的束缚,让里面的成分更“自由”、更“均衡”地发挥作用。
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2 q% @2 Z* h3 l- o4 ~& W这套全新的“配方”和设计思路,就像给电池换上了更强健、更协调的“血液系统”,神奇地同时实现了超高能量密度和优异的综合性能——不仅电量暴增,电池的循环寿命(能用多少次)和安全性也同步得到了大幅提升!团队带头人、天津大学材料学院的胡文彬教授兴奋地表示,他们成功实现了高能量密度单体电池“Battery600”的目标,并且证明其可以高效扩展成高能量密度的电池模组“Pack480”,为锂金属电池真正走向应用铺平了道路。
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8 G8 B4 {% K, q* T' w7 y不止于纸面:无人机已用上,量产就在眼前!3 G8 R% I) B3 a& d$ N' W
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这项突破可不只是实验室里的漂亮数据。依托天津大学强大的国家级平台(国家储能技术产教融合创新平台、贵金属功能材料全国重点实验室等),团队正马不停蹄地把成果变成现实。
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更令人振奋的是,新技术已经用在了实际产品上! 它成功装备了我国三款型号的微型全电无人飞行器。实际测试结果让人惊喜:续航时间比使用现有电池足足提高了2.8倍! 这意味着侦察范围更大、作业时间更长,应用价值巨大。
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8 J( g7 Z2 [" T% B/ B9 N; _$ y' J: H最关键的是,团队自豪地宣布:他们已经完全掌握了这种高能锂电池从最基础的材料、到关键的电解液配方、再到电极制造、最后到电池组装的“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都实现了自主可控,不怕被人“卡脖子”。而且,他们已经具备了高一致性批量化生产的能力!% X' ^- D$ U8 y* R" ?; A+ [3 y' \
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预计今年下半年,这项“中国智造”的划时代电池技术就将全面投产运行! 这意味着,我们很快就能在更多领域,比如蓬勃发展的电动交通、低空经济(飞行汽车、无人机物流)、高性能消费电子、甚至未来的人形机器人身上,看到这种超强续航“中国芯”的身影了!# R; w. b$ i5 \/ [' g6 G( U
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, D& F/ g1 G3 ?$ w2 [; O- y' ~这不仅是电池技术的一次飞跃,更是中国在新一轮能源科技竞争中迈出的坚实一步!续航焦虑?未来,或许真的要说再见了!
9 ?$ f- u. H* A# b' f1 W$ ^/ w注意:所有信息均来官方资料、网络公开报道、科技媒体评测,仅供参考,如有侵权,请留言联系管理员更改删除! |