中国高校科研新突破:热电橡胶与离域电解液引领能源存储革命

   时间:2025-08-21 18:04 来源:ITBEAR作者:顾雨柔

在科技创新的前沿阵地,北京大学与天津大学的研究团队近期分别取得了突破性进展,为可穿戴设备供电难题以及高能电池技术带来了全新的解决方案。

北京大学的雷霆教授团队成功研发出一种革命性的“热电橡胶”材料,这一创新成果在《自然》杂志上发表,引起了广泛关注。这款材料不仅具备卓越的柔韧性,还能高效地将温差转化为电能,为可穿戴设备如智能手表、健康监测器等提供了自给自足的能源解决方案。传统的热电器件往往受限于材料的刚性与柔韧性之间的矛盾,而“热电橡胶”则通过精心设计的纳米纤维网络与特殊掺杂剂,实现了力、电、热性能的完美平衡。实验显示,该材料在拉伸超过原长850%后仍能恢复90%以上的原状,且热电转换效率显著提升,室温下的热电优值达到了0.49,接近甚至超越了现有的柔性和塑性无机材料。

基于这一核心材料,研究团队进一步构建了全球首个弹性热电模块,该模块能够无缝贴合人体皮肤,高效捕获体温与环境间的温差,并将其转化为电能,为可穿戴设备提供了持续稳定的能源供应。这一创新不仅解决了可穿戴设备的供电难题,还极大地提升了穿戴舒适度和动态形变适应性,使得科幻片中的自供电智能服装成为可能。

与此同时,天津大学材料学院的胡文彬教授团队也在电池技术领域取得了重大突破。他们首创了锂金属电池电解液“离域化”设计理念,打破了传统电解液设计的瓶颈,成功研制出能量密度超过600瓦时/公斤的软包电芯和480瓦时/公斤的模组电池。这一成果标志着我国在锂金属电池领域处于全球领先地位。

传统的锂金属电池电解液设计主要依赖溶剂主导或阴离子主导的溶剂化结构,难以兼顾电池能量输出和循环寿命的提升。而天津大学团队通过引入多样化的电解液微环境,增加溶剂化环境的无序性,优化了整体电解液性能。这一创新不仅实现了高能量密度电池的性能目标,还兼具优异的循环稳定性和安全特性。目前,团队已经掌握了高能锂电池全链条核心技术,并具备了高一致性批量化生产能力。

 
 
更多>同类内容
全站最新
热门内容