天津大學團隊研制出新型有機正極材料突破電池技術(shù)瓶頸

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2026-02-20 08:59:04 澎湃新聞

近日，天津大學許運華教授團隊與華南理工大學黃飛教授團隊等單位合作，成功研制出一種新型有機正極材料，解決了傳統(tǒng)有機鋰電池電量低、難以實用化等關(guān)鍵問題。相關(guān)研究成果已于北京時間2月19日發(fā)表于國際頂級學術(shù)期刊《自然》。

天津大學團隊研制出新型有機正極材料

當前主流鋰電池正極材料多采用鈷、鎳等無機礦物，這類材料面臨資源、成本、安全及柔性不足等多重挑戰(zhàn)。相比之下，有機電極材料取材廣泛，分子設計靈活且自身柔韌，被視為極具潛力的綠色電池新星。然而，這類材料一直難以兼顧高容量與大負載，導致制成的電池往往電量不足或充電緩慢，嚴重阻礙其實用化進程。

天津大學團隊研制出新型有機正極材料突破電池技術(shù)瓶頸

為解決這一難題，研究團隊在新型n型導電聚合物材料聚（苯并二呋喃二酮）基礎上，系統(tǒng)調(diào)控了材料中電子與鋰離子的協(xié)同傳輸效率，成功研制出一種兼具優(yōu)異電子導電性、鋰離子快速傳輸能力和高儲能容量的有機正極材料。

天津大學團隊研制出新型有機正極材料突破電池技術(shù)瓶頸

基于此材料，團隊制備出一款能量密度超過250瓦時/公斤的有機軟包電池。這一數(shù)值已超越目前廣泛使用的磷酸鐵鋰電池，且該電池展現(xiàn)出卓越的溫度適應能力，能在-70℃到80℃的極端溫度下正常工作，同時具備良好的柔韌性與安全性，為未來電池設定了高性能與高安全兼顧的新標準。

實驗表明，這種電池的電極在彎折、拉伸甚至外力擠壓后仍保持完好，電池容量不減。團隊研制的安時級別軟包電池成功通過嚴格的針刺安全測試，在充放電過程中不變形，安全性得到驗證，標志著有機電池從實驗室走向?qū)嶋H應用邁出了關(guān)鍵一步。

許運華教授表示，這項工作突破了電池技術(shù)的資源與環(huán)境約束，不僅實現(xiàn)了可與商用電池媲美的高能量密度，更同步兼顧了安全性能和極寬的溫度適應性。該成果為未來開發(fā)綠色電池奠定了關(guān)鍵材料基礎，其柔性特質(zhì)也為未來柔性電子、可穿戴設備等領域提供了全新的儲能解決方案。

目前，該團隊正加快推進該技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化進程，致力于建設有機軟包電池生產(chǎn)線，積極探索其商業(yè)化應用前景，助力我國在下一代電池技術(shù)競爭中占據(jù)先機。

(責任編輯：zx0001)

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