据新华社报道,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。

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

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。