摘要：在新能源領(lǐng)域技術(shù)攻堅(jiān)的關(guān)鍵賽道上，高能數(shù)造（西安）技術(shù)有限公司首席科學(xué)家唐偉教授，攜手東南大學(xué)吳宇平教授等組成國際科研團(tuán)隊(duì)，在鋰金屬電池核心材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破
在新能源領(lǐng)域技術(shù)攻堅(jiān)的關(guān)鍵賽道上，高能數(shù)造（西安）技術(shù)有限公司首席科學(xué)家唐偉教授，攜手東南大學(xué)吳宇平教授等組成國際科研團(tuán)隊(duì)，在鋰金屬電池核心材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破——基于固態(tài)電解質(zhì)界面膜（SEI）化學(xué)調(diào)控的寬溫域電解液技術(shù)，為寬溫域電解液的設(shè)計(jì)提供了有效策略，對(duì)推動(dòng)寬溫域鋰金屬電池的技術(shù)突破和商業(yè)化進(jìn)程具有重要指導(dǎo)意義。相關(guān)研究成果不僅登上《德國應(yīng)用化學(xué)》期刊，更被《中國科學(xué)報(bào)》頭版重點(diǎn)報(bào)道，彰顯了高能數(shù)造科研團(tuán)隊(duì)在新能源技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的前沿實(shí)力。
【唐偉教授引領(lǐng)：從分子設(shè)計(jì)到系統(tǒng)集成的產(chǎn)業(yè)級(jí)突破】
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唐偉 （高能數(shù)造首席科學(xué)家）
作為高能數(shù)造首席科學(xué)家，唐偉教授長期深耕電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域，其帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)此次聚焦鋰金屬電池“低溫性能衰減、枝晶生長”等行業(yè)痛點(diǎn)，創(chuàng)新性提出“局部高濃電解液設(shè)計(jì)策略”：通過調(diào)控鋰離子溶劑化結(jié)構(gòu)，促使陰離子主導(dǎo)分解，在鋰金屬負(fù)極表面構(gòu)建富含氟化鋰等無機(jī)組分的SEI界面。這一突破不僅解決了傳統(tǒng)電解液在寬溫域下的穩(wěn)定性難題，更通過電化學(xué)性能測(cè)試、原位光學(xué)觀察等多維度驗(yàn)證，證實(shí)了技術(shù)路線的可靠性——采用該電解液的5.8Ah大容量電池，可在-40℃至60℃溫度區(qū)間穩(wěn)定運(yùn)行，25℃時(shí)能量密度達(dá)503.3Wh/kg，循環(huán)壽命超260次，-40℃低溫下仍能實(shí)現(xiàn)339Wh/kg的超高放電能量密度。
技術(shù)層面的突破性意義
寬溫域性能突破：打破傳統(tǒng)電解液 - 20℃~50℃的工作限制，-40℃低溫放電容量保持率達(dá) 82%仍能輸出 339Wh/kg 的高能量密度，滿足新能源汽車全氣候場(chǎng)景、極地設(shè)備等極端環(huán)境需求；
循環(huán)壽命提升：260次循環(huán)的長壽命表現(xiàn)，為儲(chǔ)能電站等需要高可靠性的應(yīng)用場(chǎng)景提供技術(shù)支撐；
安全性能優(yōu)化：無機(jī) SEI 層抑制枝晶刺穿隔膜風(fēng)險(xiǎn)，電池?zé)崾Э販囟忍嵘?120℃，降低安全事故發(fā)生率。
枝晶 “抑制劑”：高達(dá) 1200MPa 的機(jī)械強(qiáng)度，如同堅(jiān)固的鎧甲，有效緩沖鋰枝晶生長應(yīng)力，在 - 40℃低溫下，枝晶抑制率超 90%；
離子高速通道：LiF 晶體獨(dú)特的面心立方結(jié)構(gòu)，為鋰離子打造了專屬的 “高速公路”，離子遷移數(shù)提升至 0.72，較傳統(tǒng)電解液提高 140%；能夠有效抵御高溫下的化學(xué)分解和低溫下的結(jié)構(gòu)塌陷，讓電池在極端溫度環(huán)境中依然保持高效運(yùn)行。
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使用 WTAE 評(píng)估鋰袋電池。a） 5.8 Ah袋式電池的長期循環(huán)，插圖顯示袋式電池的光圖像。b） 5.8 Ah袋式電池的規(guī)格。c）在不同溫度下放電的5.8 Ah袋式電池的電壓分布。d）本研究和文獻(xiàn)中報(bào)道的不同溫度下LMB的放電能量密度。e）本工作和文獻(xiàn)中報(bào)告的LMBs的能量密度和循環(huán)次數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)：能量密度≥300 Wh kg −1 ）。f）在−20°C放電時(shí)由1.28 Ah封裝電池供電的無人機(jī)光學(xué)圖像。
【多維價(jià)值釋放：重塑新能源技術(shù)格局】
技術(shù)性能：定義行業(yè)新標(biāo)桿
當(dāng)前市場(chǎng)主流電解液工作溫度局限在 - 20℃~50℃，唐偉教授團(tuán)隊(duì)的突破直接將這一范圍拓寬至行業(yè)領(lǐng)先水平。-40℃低溫下 82% 的放電容量保持率，從底層技術(shù)上實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，打破國外技術(shù)封鎖，為中國在全球新能源競爭中贏得話語權(quán)。讓新能源設(shè)備在極地科考、高空無人機(jī)等極端場(chǎng)景中也能穩(wěn)定運(yùn)行；60℃高溫循環(huán)下每日容量衰減率＜0.05%，徹底解決熱帶地區(qū)電池鼓包報(bào)廢難題，為新能源汽車全氣候應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)保障。
產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)：開啟新能源產(chǎn)業(yè)革新新篇章
作為高能數(shù)造首席科學(xué)家，唐偉教授的技術(shù)創(chuàng)新在新能源產(chǎn)業(yè)的多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大價(jià)值：
革新新能源汽車應(yīng)用體驗(yàn)：傳統(tǒng)鋰電池因溫度適應(yīng)性差，限制了新能源汽車在極端氣候地區(qū)的推廣。唐偉教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的寬溫域電解液技術(shù)，讓電池?zé)o需依賴復(fù)雜溫控系統(tǒng)即可在全氣候環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，大幅提升車輛續(xù)航可靠性與安全性，加速新能源汽車向更廣泛市場(chǎng)滲透。
拓展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用邊界：在電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能領(lǐng)域，該技術(shù)有效解決了極端溫度下電池性能波動(dòng)問題，降低了儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)溫控設(shè)備的依賴，顯著提升儲(chǔ)能項(xiàng)目的全生命周期經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性，為大規(guī)?？稍偕茉聪{與存儲(chǔ)提供了可靠技術(shù)支撐，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)邁向新的發(fā)展階段。
引領(lǐng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)：唐偉教授團(tuán)隊(duì)的技術(shù)突破為電解液設(shè)計(jì)提供了全新思路，將推進(jìn)寬溫域電池相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的制定，從底層技術(shù)到行業(yè)規(guī)范，全面推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展，重塑全球新能源產(chǎn)業(yè)競爭格局。
高能數(shù)造：以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)未來
從實(shí)驗(yàn)室里的分子設(shè)計(jì)，到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的重新定義，唐偉教授的每一次技術(shù)突破，也正是高能數(shù)造以創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的生動(dòng)實(shí)踐。作為一家深耕新能源領(lǐng)域的創(chuàng)新企業(yè)，高能數(shù)造始終堅(jiān)持 “科研 - 產(chǎn)業(yè)” 雙輪驅(qū)動(dòng)模式，匯聚頂尖人才團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建起從基礎(chǔ)研究到工程化應(yīng)用的全鏈條研發(fā)體系。此次鋰金屬電池寬溫域技術(shù)的突破，正是公司研發(fā)實(shí)力與行業(yè)擔(dān)當(dāng)?shù)纳鷦?dòng)寫照。
未來，高能數(shù)造將持續(xù)深耕新能源技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)更多科研成果從 “書架” 走向 “貨架”，為全球能源變革貢獻(xiàn)中國智慧與中國方案。
（注：文中技術(shù)細(xì)節(jié)均基于《德國應(yīng)用化學(xué)》發(fā)表成果及《中國科學(xué)報(bào)》報(bào)道，數(shù)據(jù)真實(shí)可溯）
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202503693
原文刊登于2025年5月20日《中國科學(xué)報(bào)》第1版
報(bào)道鏈接：https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2025/5/384614.shtm
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