日前，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成功研发出一种新型有机正极材料，有效解决了传统有机锂电池"电量低""很难实用化"等重点瓶颈问题。有关研究成就于北京时间2月19日发表于国际顶级学术期刊《自然》。
日前，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成功研发出一种新型有机正极材料，有效解决了传统有机锂电池"电量低""很难实用化"等重点瓶颈问题。有关研究成就于北京时间2月19日发表于国际顶级学术期刊《自然》。
目前主流的锂电池正极材料多使用钴、镍等无机矿物，这类材料面临资源短缺、本钱高昂、安全风险与柔性不足等多重挑战。相比之下，有机电极材料来源广泛，分子结构可灵活设计且自己拥有柔韧性，被视为极具进步潜力的"绿色电池新星"。然而，这种材料长期以来很难兼顾高容量与大负载特质，致使制成的电池常见存在"电量不足"或充电效率低下的问题，紧急制约其实质应用。
针对这一难点，研究团队在新型n型导电聚合物材料聚(苯并二呋喃二酮)的基础上，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秀电子导电性、锂离子迅速传输能力和高储能容量的有机正极材料。
基于该材料，团队制备出能量密度超越250瓦时/公斤的有机软包电池。这一数值已超越现在广泛应用的磷酸铁锂电池，同时该电池展示出卓越的温度适应能力，可在|70℃至80℃的极端温度范围内正常工作，并拥有好的柔韧性与安全性，为将来电池设定了高性能与高安全兼顾的新标准。
能量密度超越250瓦时/公斤的有机软包电池
实验结果显示，该电极在弯折、拉伸甚至外力挤压后仍维持完好，电池容量未见衰减。团队研制的安时级软包电池成功通过严格的针刺安全测试，在充放电过程中未发生变形，安全性得到充分验证，标志着有机电池从实验室走向实质应用迈出了重点一步。
有机软包电池性能图
"这项工作突破了电池技术的资源与环境约束，不只达成了可与商用电池媲美的高能量密度，更同步兼顾了安全性能和极宽的温度适应性。"许运华教授表示，该成就为将来开发"绿色电池"奠定了重点材料基础，其柔性特质也为柔性电子、可穿着打扮设施等范围提供了全新的储能解决方法。
现在，研究团队正在加快推进该技术的产业化进程，计划建设有机软包电池示范生产线。这一具备完全自主常识产权的革新成就，有望帮助国内在全球下一代电池技术角逐中取得策略主动权。
