超高能量密度新突破，大连化物所成功开发20Ah锂/氟化碳一次电池

电子发烧友网综合报道
近日，中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部李先锋、杨晓飞研究员团队成功开发出20Ah锂/氟化碳一次电池，经权威第三方检测机构验证，该电池在能量密度、倍率性能、温区适应性及储存寿命等方面实现全面突破，标志着我国在高比能一次电池领域达到国际先进水平，为高端装备与特种场景提供了全新自主化能源解决方案。

锂/氟化碳电池以金属锂为负极、氟化碳为正极，依托锂氟高效氧化还原反应实现放电，其理论能量密度高达2180Wh/kg以上，是目前已知固体正极一次电池中理论比能上限最高的体系，远超锂锰、锂亚硫酰氯等传统一次电池路线。

但长期以来，该体系面临氟化碳材料导电性差、高倍率放电极化严重、大尺寸电芯一致性控制困难等技术难题，导致大容量电芯产业化进展缓慢。大连化物所团队从材料设计、界面调控、电芯结构与制造工艺多维度协同攻关，构建起适配大容量电芯的稳定电化学体系，成功将实验室性能优势转化为工程化可行方案，实现20Ah级电芯的稳定制备与性能达标。

图源：中国科学院大连化物所

依据中检集团南方测试股份有限公司出具的检测数据，该款20Ah锂/氟化碳电池在25℃、0.1C标准条件下能量密度达到1018Wh/kg，在0.01C低倍率放电时进一步提升至1117Wh/kg，即便在1C高倍率持续放电工况下，能量密度仍稳定保持在841Wh/kg，实现高比能与良好倍率性能的兼容。

除能量密度优势外，该电池在储存特性与温区适应性上同样展现出突出技术竞争力。得益于氟化碳材料本征化学稳定性与优化的电解液体系，电池自放电率被控制在极低水平，常温储存寿命可达10年以上，可满足长期值守型设备免维护供电需求。

在极端温度测试中，电池表现出优异的环境耐受性，在40℃超低温、0.1C放电条件下能量密度仍达413Wh/kg，在80℃高温环境中能量密度高达1061Wh/kg，且全程无胀气、漏液等安全隐患，有效覆盖极地、高空、深地、深海等极限工况，突破传统电池在宽温域应用中的性能衰减与安全风险。

从技术机理来看，团队通过精准调控氟化碳材料的氟化度、微观结构与导电网络，显著提升离子传输效率与电子传导速率，降低放电过程极化，使活性物质利用率大幅提升；同时优化电解液配方与电极界面膜结构，增强锂负极稳定性并抑制副反应，兼顾低温离子传导与高温抗氧化能力，为电芯在极端条件下稳定工作提供底层支撑。这种从材料到系统的全链条技术优化，使大容量锂/氟化碳电芯从实验室走向工程应用成为现实。

从行业发展视角观察，此次大连化物所20Ah锂/氟化碳电池的突破，不仅是单一性能指标的提升，更是我国在高端一次电池领域自主创新能力的集中体现。

长期以来，高比能锂/氟化碳电池核心材料与制备技术被少数国外机构垄断，高端应用场景长期依赖进口，存在供应链安全隐患。该成果的问世，有效打破技术壁垒，形成自主可控的技术路线与制备工艺，为我国特种装备、航空航天、医疗电子等关键领域提供安全可靠的国产电源支撑。