Recentemente, i ricercatori cinesi hanno superato i colli di bottiglia della densità energetica e delle prestazioni delle batterie convenzionali agli ioni di litio, sviluppando celle soft-pack con una densità energetica superiore a 600 watt-ora/kg e batterie modulari con una capacità di 480 watt-ora/kg. Questi indicatori di prestazione migliorano direttamente la densità energetica e la durata delle batterie a ioni di litio esistenti di 2-3 volte.

Con il rapido sviluppo di settori emergenti come il trasporto elettrico, l'economia a bassa quota, l'elettronica di consumo e i robot umanoidi, la domanda di batterie ricaricabili ad alta energia e lunga durata sta diventando sempre più urgente. La densità energetica è un parametro fondamentale delle batterie, e come immagazzinare più energia riducendo al contempo peso e dimensioni è una sfida tecnica che i ricercatori di tutto il mondo stanno cercando di superare.

Le batterie al litio metallico, con una densità energetica teorica significativamente superiore a quella delle batterie convenzionali agli ioni di litio, sono considerate una tecnologia di batteria di nuova generazione in grado di risolvere i colli di bottiglia prestazionali e di durata delle batterie esistenti. Tuttavia, gli attuali design degli elettroliti faticano a soddisfare contemporaneamente i requisiti di un maggiore rendimento energetico della batteria e della durata del ciclo.

Dopo anni di ricerca innovativa e di svolte tecniche, un team di ricerca dell'Università di Tianjin e dei suoi collaboratori ha aperto la strada a un concetto di design "delocalizzato" per gli elettroliti delle batterie al litio metallico ad alta energia. Questo concetto rompe la tradizionale dipendenza del design degli elettroliti da una struttura di solvatazione dominante, ottenendo sia una maggiore densità energetica sia prestazioni complessive migliorate. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista accademica internazionale Nature il 13 agosto.

Hu Wenbin, professore presso la School of Materials Science and Engineering dell'Università di Tianjin e responsabile del team, ha spiegato che, grazie a questa innovazione, il team di ricerca ha raggiunto gli obiettivi prestazionali della batteria ad alta densità energetica "Battery600" e ha realizzato con successo la scalabilità del pacco batteria ad alta densità energetica "Pack480," gettando un'importante base per la futura applicazione delle batterie al litio metallico. Inoltre, la tecnologia presenta anche un'eccellente stabilità ciclica e sicurezza.

Attualmente, facendo leva su piattaforme nazionali come la Tianjin University National Energy Storage Technology Industry-Education Integration Innovation Platform e il National Key Laboratory of Precious Metal Functional Materials, il team sta promuovendo attivamente la trasformazione tecnica e la verifica applicativa di questi risultati. Hanno già स्थापितito una linea pilota di produzione per batterie al litio metallico ad alta energia, che sono state applicate con successo a tre modelli di mini droni elettrici senza pilota nel mio paese, aumentando il tempo di volo di 2.8 volte rispetto alle batterie esistenti.

Si riferisce che il team ha attualmente padroneggiato le tecnologie chiave dell'intera catena delle batterie al litio ad alta energia, ossia "materials-elettrolita-elettrodo-batteria". Tutte le materie prime e le tecnologie chiave sono autonomamente controllabili, e il team ha la capacità di produrre in massa con elevata consistenza. Si prevede che entrerà pienamente in produzione nella seconda metà di quest'anno.