广东
由于低空经济等新兴电动交通应用对续航和载荷的极致追求，动力电池的能量密度必须满足远高于传统车规级的标准，锂金属电池作为高能量二次电池体系的核心发展方向，目前尚无可满足电动交通全维度工程需求的商用产品。
近日，海军工程大学某研究所纪小宇、李磊小组通过自主研发的PID恒应力测控平台，成功将工业级锂金属软包电池的应力与应变行为解耦，使环境应力成为单一变量并设计了一系列梯度应力试验，揭示了锂金属负极三级应力缓释机理与临界阈值σᵧ（致密锂块体的屈服强度）：在环境应力＜0.16 σᵧ (~0.2 MPa) 区间，枝晶形成的多孔结构遵循Gibson-Ashby定律发生塑性坍塌并逐步致密化；在环境应力0.16 σᵧ~ σᵧ (~1 MPa) 区间，环境应力不仅能够使锂金属沉积几乎完全致密化，同时可以抑制生成LiH与死锂的界面反应，大幅提升电池循环寿命；而在环境应力＞σᵧ后，锂金属负极开始发生由位错主导的塑性形变，加速因隔膜嵌锂而诱发的内短路失效行为。
海军工程大学自研恒压力测控装置及锂金属负极
三级应力缓释机理示意图
基于对上述应力释放原则的揭示，课题组通过合理设计电池组应力调控策略和应力区间，制备出一套容量27 Ah、能量密度402 Wh·kg⁻¹的锂金属电池模组，0.3CC/0.5CD满充满放循环寿命突破240圈，与电芯本体性能无显著差异，并可适配1 C快充工况，为高能锂金属电池的商品化与工程应用提供了通用技术范式。
课题成果与以往研究的性能对比图
该成果以“Stress relief principles milestoning the industrial application of lithium metal battery systems”为题发表在《Nature Communications》期刊，第一单位为海军工程大学，合作单位包括湖北东湖实验室、中科院青岛能源所、天津大学等。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-76058-6
策划：刘 洋
内容由论文作者单位提供
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