天津大学联合研究团队研制出更安全、抗冻、耐热的新型有机正极材料

近日，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等单位，成功研制出一种新型有机正极材料，解决了传统有机锂电池“电量低”“难以实用化”等关键瓶颈，更加安全、抗冻、耐热。相关论文2月18日发表于《自然》。

研究团队在新型n型导电聚合物材料聚苯并二呋喃二酮（PBFDO）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异电子导电性、锂离子快速传输能力和高储能容量的有机正极材料。基于此材料，团队制备出一款能量密度超过250瓦时/公斤的有机软包电池。这一数值已超越目前广泛使用的磷酸铁锂电池，且该电池展现出卓越的温度适应能力，不仅能在-70℃到80℃的极端温度下正常工作，还兼具良好的柔韧性与安全性。实验表明，其电极在弯折、拉伸甚至外力挤压后仍保持完好，且电池容量不减。团队研制的安时级别软包电池成功通过了严格的针刺安全测试，在充放电过程中不变形，安全性得到验证，标志着有机电池从实验室走向实际应用迈出了关键一步。

这项工作突破了电池技术的资源与环境约束，不仅实现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。该成果为未来开发“绿色电池”奠定了关键材料基础，其柔性特质也为未来柔性电子、可穿戴设备等领域提供了全新的储能解决方案。

来源：服务中心供稿