香港中文大學機械與自動化工程學系的研究團隊近日取得重要突破,成功研發出一種采用新型電解液的高能量密度鎳錳鈷鋰離子電池。該電池在安全性能方面表現突出,滿電狀態下通過針刺測試時展現出極高的穩定性,為解決鋰電池熱失控問題提供了創新方案。
長期以來,高能量密度鋰電池的熱失控風險一直是制約行業發展的關鍵挑戰。傳統阻燃電解液僅能在溫度升高后被動抑制燃燒,而無法從源頭阻斷熱量累積。研究團隊開發的創新電解液通過獨特的分子設計,在電池溫度上升時自發形成低放熱結構,有效阻斷了熱失控連鎖反應的啟動機制。這一突破使電池安全性能得到本質提升。
實驗對比數據直觀展現了新型電池的優勢:在針刺測試中,傳統鋰離子電池穿刺后4秒內即發生劇烈燃燒,表面溫度飆升至550℃;而新型電池穿刺后保持結構完整,無氣體泄漏現象,溫度波動幅度極小。這種顯著差異證明新型電解液能有效抑制電池內部短路引發的極端熱反應。
性能測試顯示,新型電解液在4.6V高截止電壓條件下循環壽命達到1000次,較傳統商用電解液提升超過30%。這種"安全不減性能"的特性,為新型電池的商業化應用奠定了堅實基礎。研究團隊特別指出,新型電解液電池可直接適配現有生產線,無需進行設備改造,這大大降低了技術轉化的成本門檻。
成本分析表明,當前新型電解液每公斤價格約為現有產品的3倍,但隨著量產規模擴大,預計兩年內成本將降至市場同等水平。研究團隊已與內地科研機構建立合作,依托大灣區及北京等地的先進設備資源,正在推進1安時尺寸電池的中試及產線測試工作。這種產學研協同模式將加速技術從實驗室到市場的轉化進程。
該成果在消費電子領域展現出廣闊應用前景。研究團隊透露,新型電池技術有望在兩年內率先應用于智能手機、筆記本電腦等消費級產品。這項突破不僅為鋰電池安全技術樹立了新標桿,也為全球新能源產業提供了具有參考價值的中國方案。











