科学家打造出安全、抗冻新型电池

天津大学许运华教授团队联合华南理工大学黄飞教授团队等单位，成功研制出一种新型有机正极材料，突破了传统有机锂电池“电量低”“难以实用化”等瓶颈。相关研究成果于北京时间2月19日在线发表于国际学术期刊《自然》。在科技革命与能源转型浪潮中，锂电池犹如现代社会的“能量心脏”，其重要性日益凸显。目前，主流锂电池正极材料大多使用钴、镍等无机矿物，这类材料面临资源短缺、成本较高及柔性不足等多重问题。相比之下，有机电极材料取材广泛，其分子结构可灵活设计且自身柔韧。然而，这类材料制成的电池往往“电量”不足或充电缓慢，严重阻碍其实用化进程。

能量密度超过250瓦时/公斤的有机软包电池。（天津大学供图）

为解决这一困境，研究团队在一种新型导电聚合物材料基础上，系统调控了材料中电子与锂离子的“协同传输”效率，成功研制出一种兼具优异电子导电性、锂离子快速传输能力和高储能容量的有机正极材料。

基于此材料，团队制备出一款能量密度超过250瓦时/公斤的有机软包电池，这一数值已超越目前广泛使用的磷酸铁锂电池。这款电池展现出卓越的温度适应能力，不仅能在-70℃到80℃的温度下正常工作，还兼具良好的柔韧性与安全性。

有机软包电池性能图。（天津大学供图）

实验表明，其电极在弯折、拉伸、外力挤压等情况下无破损，且电池容量不减。团队研制的软包电池成功通过了严格的针刺安全测试，安全性得到验证。

许运华表示，相关成果为未来开发“绿色电池”奠定了关键材料基础，其柔性特质也为未来柔性电子、可穿戴设备等领域提供了全新的储能解决方案。

据悉，团队正加快推进该技术的成果转化与产业化进程，致力于建设有机软包电池生产线，积极探索其商业化应用前景。