編輯丨王多魚

排版丨水成文

隨著電動交通、低空經濟、消費電子及人形機器人等新興產業(yè)的爆發(fā)式增長，市場對高能量密度、長續(xù)航可充放電池的需求愈發(fā)迫切。鋰金屬電池（LMB）因其遠超傳統(tǒng)鋰離子電池的理論能量密度，對于下一代儲能和電動汽車技術的進步至關重要。

然而，當前的電解液設計長期受限于溶劑或陰離子主導的單一溶劑化結構，難以同時兼顧高能量輸出與長循環(huán)壽命， 這限制了鋰金屬電池的實際應用，阻礙了其性能優(yōu)化方面的突破性進展，也成為制約該領域發(fā)展的世界性難題。

2025 年 8 月 13 日，天津大學胡文彬教授、西北核技術研究所歐陽曉平院士、天津大學韓曉鵬教授、郭灝博士作為共同通訊作者、博士生黃賀作為第一作者，在Nature期刊發(fā)表了題為：Delocalized electrolyte design enables 600 Wh kg?1 lithium metal pouch cells 的研究論

該研究首創(chuàng)了高能量金屬鋰電池電解液“離域化”設計理念，在國際上率先研制出能量密度超過 600 瓦時/公斤的二次金屬鋰軟包電芯，以及超過 480 瓦時/公斤的模組電池，為高能電池技術的實用化邁出了關鍵一步。

在這項研究中，研究團隊借助人工智能（AI）與分子篩選，大幅縮短電解液研發(fā)周期，首創(chuàng)了高能金屬鋰電池電解液“離域化”設計理念，打破了傳統(tǒng)電解液設計對主導溶劑化結構的依賴，通過引入多樣化的電解液微環(huán)境，促進更無序的溶劑化微環(huán)境，從而降低動態(tài)勢壘并穩(wěn)定電極/電解液界面相，優(yōu)化整體電解液性能，為電池性能的突破性提升提供了巨大潛力。

基于這一“離域化”設計理念，研究團隊率先在國際上研制出能量密度超過600 瓦時/公斤的二次金屬鋰軟包電芯（在90-100次循環(huán)中保持性能穩(wěn)定），以及超過480 瓦時/公斤的模組電池（在 25 次循環(huán)中保持性能穩(wěn)定），核心性能指標較現(xiàn)有主流鋰離子電池提升 2-3 倍，為高能電池技術的實用化邁出了關鍵一步。

總的來說，這項研究表明，在電解液設計中需要規(guī)避對主導溶劑化結構的固有依賴，以實現(xiàn)高能量的電池 600（Battery600 ）和可擴展的電池組 480（Pack480）的目標。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09382-4