近日,寧德時(shí)代(300750)宣布,�21C�(chuàng)新實(shí)�(yàn)室歐�(yáng)楚英、王瀚森�(tuán)�(duì)在鋰金屬電池�(lǐng)域取得革命性�(jìn)�,相�(guān)成果�(fā)表于�(guó)際頂�(jí)期刊《自�·納米技�(shù)�。該研究首次量化了鋰金屬電池失效的核心機(jī)�,通過(guò)電解液配方創(chuàng)�,將電池循環(huán)壽命提升�483次,能量密度突破500Wh/kg,為電動(dòng)航空和超�(zhǎng)�(xù)航電�(dòng)汽車(chē)的商�(yè)化鋪平道��
傳統(tǒng)鋰金屬電池因能量密度高但循環(huán)壽命短,被視�“�(shí)�(yàn)室神�”。寧德時(shí)代團(tuán)�(duì)通過(guò)�(dú)�(chuàng)的動(dòng)�(tài)追蹤技�(shù),首次揭示了電池失效的核心原因:??電解液鹽(LiFSI)在循環(huán)中消耗量高達(dá)71%??,遠(yuǎn)超學(xué)界此前預(yù)期的30%-40%。這一�(fā)�(xiàn)顛覆�“死鋰堆積�(dǎo)致短�”的傳�(tǒng)�(rèn)�,證�(shí)鋰鹽分解才是壽命衰減的主�。研究團(tuán)�(duì)�(jìn)一步通過(guò)XPS和GC-MS分析,量化了活性鋰、LiFSI及溶劑的�(dòng)�(tài)演化路徑,將電池�“黑箱”�?yōu)?ldquo;白箱”�
基于鹽耗機(jī)�,寧德時(shí)代提�??“高鹽濃度+低粘度稀釋劑”雙軌策略??:提升LiFSI�(zhì)量分?jǐn)?shù)至臨界�,形成富�(wú)�(jī)物SEI層抑制副反應(yīng);引入氟代醚�(lèi)稀釋劑降低電解液粘度至3.3 mPa·s,同�(shí)保持離子電導(dǎo)率提�40%。優(yōu)化后的電解液使原型電池在25℃下�(shí)�(xiàn)??483次循�(huán)(容量保持率80%�??,能量密度達(dá)500Wh/kg,較�(dāng)前三元鋰電池�200-300Wh/kg)翻�。團(tuán)�(duì)表示,該�(shè)�(jì)邏輯可�(jìn)一步支持能量密度突�600Wh/kg,滿足電�(dòng)航空�(wàn)億美元市�(chǎng)需��
寧德�(shí)代研�(fā)�(lián)合總��21C�(shí)�(yàn)室常�(wù)副主任歐�(yáng)楚英表示�“我們看到了一�(gè)寶貴的機(jī)�(huì),將�(xué)�(shù)研究與商�(yè)化電芯應(yīng)用之間的差距填平。研究結(jié)果表�,LiFSI鹽的消耗以及整體鹽濃度,是決定電池壽命的關(guān)鍵因��”該研究由寧德�(shí)�21C�(shí)�(yàn)室主�(dǎo)�2024年研�(fā)投入�(dá)186億元,專(zhuān)利申�(qǐng)量連續(xù)5年全球第一。此次成果標(biāo)志著中國(guó)�“電池制�”�“基礎(chǔ)科學(xué)引領(lǐng)”的跨��
此次技�(shù)突破直擊行業(yè)痛點(diǎn):現(xiàn)有電池能量密度普遍低�400Wh/kg,續(xù)航不�1000公里。寧德時(shí)代方案將航程提升60%,支持全電動(dòng)飛機(jī)商業(yè)�;同�(shí)使電�(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航突�1200公里,且循環(huán)壽命較傳�(tǒng)方案翻�,解�“�(xù)航與壽命不可兼得”難題。高離子電導(dǎo)率還支持5C快充�5分鐘充電�80%,消除鋰枝晶�(fēng)�(xiǎn)�
全球�(jìng)�(zhēng)格局因此改寫(xiě)。美�(guó)QuantumScape固態(tài)電池循環(huán)壽命�800次但能量密度受限,日本豐田硫化物固態(tài)電池量產(chǎn)成本居高不下,而寧德時(shí)代液�(tài)電解液體系成本更��3年內(nèi)可落地。行�(yè)分析指出,寧德時(shí)代主�(dǎo)制定鋰金屬電池電解液損耗檢�(cè)�(guó)際標(biāo)�(zhǔn),搶占技�(shù)話語(yǔ)�(quán),預(yù)�(jì)2026年推�(dòng)裝車(chē)�(cè)試后,將加速電�(dòng)航空與超�(zhǎng)�(xù)航車(chē)商業(yè)化�(jìn)��