【中新社杭州3月19日電】（林波）據西湖大學19日消息，該校研究團隊創新研製「穿梭耦合電解液」，成功突破無負極鋰金屬電池循環壽命短的關鍵瓶頸，為高能量密度電池大規模量產邁出堅實一步。

　西湖大學工學院王建輝團隊於北京時間18日在《自然》（「Nature」）雜誌在線發表題為「Planar Li Deposition and Dissolution Enable Practical Anode-Free Pouch Cells」（《平面沉積溶解助力實用無負極軟包鋰金屬電池》）的論文。

　無負極鋰金屬電池因兼具高能量密度、低成本、易組裝優勢，被視為鋰電池領域的「聖杯」，但其循環壽命極短的致命缺陷使其長期停留在實驗室原型階段。

　傳統無負極電池無額外鋰源補充，充電時鋰離子易在銅箔集流體表面不均勻沉積形成枝晶，引發副反應並產生「死鋰」，導致電池快速衰減，現有產品循環壽命僅10次至150次，遠低於商用鋰離子電池的800次以上。

　王建輝團隊歷經五年半研究，研發的「穿梭耦合電解液」可實現鋰金屬高度同步的平面沉積與溶解，從根本上解決枝晶問題。

　據王建輝介紹，該電解液能在負極表面形成約8納米厚、亞納米級均勻的富硼氟聚合物SEI膜。這層「自適應皮膚」可讓鋰離子均勻進出，同時適應鋰金屬的膨脹收縮而不破裂。更關鍵的是，這層SEI膜由正負極跨空間協同演化形成，突破了傳統電解液界面化學理論。

　實驗數據顯示，該團隊研發的無負極鋰金屬軟包電池，在無集流體修飾和外源補鋰條件下，能量密度達508Wh/kg、1668Wh/L，80%放電深度下穩定循環突破350次，支持2650W/kg超高功率持續放電超130秒，工作溫域寬達零下40℃至60℃，單位瓦時成本較商用石墨基鋰離子電池可降低15%至25%。質譜滴定分析證實，電池長循環後「死鋰」佔比僅3.5%，遠低於同類先進電解液。

　該研究提出的「平面鋰沉積溶解機制」，克服了無宿主金屬電極結構不穩定的固有缺陷，為超越「嵌入化學」機制的高性能金屬電極研發開闢新路徑。這一突破有望推動飛行汽車、電動汽車、AR/VR眼鏡等領域發展，讓飛行汽車實現日常跨城飛行、電動汽車續航翻倍等場景從構想走向現實。◇