无负极电池新突破!常州千沐实现能量密度超450Wh/kg,引领下一代高比能电池革命

时间:  2026/05/14

在新能源汽车、无人机、高端消费电子对续航能力“永无止境”的追求下,无负极锂电池正从实验室加速走向产业化。近日,常州千沐新能源有限公司宣布其自主研发的无负极锂金属电池技术取得重大突破——电池能量密度成功突破450Wh/kg,为高比能电池商业化落地再添关键一子。

传统锂离子电池依赖石墨或硅碳作为负极材料,锂离子在充放电过程中“进出”负极层间。而无负极电池在制造阶段完全不预置负极活性物质,仅保留铜箔集流体。首次充电时,锂离子从正极脱出,在铜箔表面原位沉积形成金属锂负极;放电时,金属锂又重新溶解回正极。

这一“自生成负极”的设计,带来了三大核心优势:

1. 超高能量密度:省去石墨等非活性材料,显著减轻电池重量和体积。理论质量能量密度可达420–660Wh/kg,远超当前主流三元锂电池(约250–300Wh/kg)。

2. 成本更低:简化制造工艺,减少材料用量,预计可降低电池成本20%–30%。

3. 产线兼容性强:可沿用现有锂电生产线,无需大规模设备改造。

正因如此,宁德时代、松下、SolidEnergy 等全球头部企业纷纷布局,将其视为下一代动力电池的关键路径。

然而,无负极电池的商业化之路并非坦途。其核心挑战集中在三点:

1. 锂枝晶生长:锂在铜箔上沉积不均匀,易形成针状枝晶,可能刺穿隔膜引发短路甚至热失控;

2. “死锂”问题:部分沉积锂脱离集流体,无法参与后续反应,导致容量快速衰减;

3. 循环寿命短:目前多数无负极电池循环次数不足100次,远低于车规级电池要求的1000+次。

常州千沐的突破,核心在于自主研发的深共晶电解液体系。不同于传统有机溶剂,深共晶溶剂由氢键供体与受体在特定比例下形成低熔点混合物,具有以下颠覆性优势:

1. 本质不可燃:无挥发性有机溶剂,热稳定性高,从根本上提升电池安全性;

2. 独特溶剂化结构:通过调控Li⁺配位环境,削弱阴离子解离能,促进阴离子优先还原;

3. 原位构筑富无机SEI膜:在铜箔表面形成富含LiF、Li₂O等无机成分的致密界面层,机械强度高、离子导通快;

4. 引导锂均匀沉积:稳定SEI有效抑制局部电流集中,实现无枝晶、高库仑效率的锂金属沉积。

正是这套“电解液-界面-沉积”三位一体的协同机制,让千沐在无负极软包电池中实现了:

质量能量密度显著超越当前主流三元锂电池(约 250–300 Wh/kg),逼近锂金属电池的理论极限,为高续航应用场景提供全新可能一代产品已实现 200 次以上稳定循环,容量保持率优异;二代产品正在加速开发,循环寿命目标突破 500 次满足大功率输出需求,适用于对瞬时动力响应要求严苛的场景,如电动工具、高速无人机、特种车辆等。在 -20℃ 环境下,放电容量仍可达室温容量的 80% 以上,大幅优于传统锂离子电池,有效拓展高寒地区或户外极端环境下的应用边界。静置30天后,自放电率(K 值)小于 0.03 mV/h,远低于行业平均水平,确保长期存储后仍具备高可用性,特别适合应急电源、备用储能及间歇使用设备

常州千沐并非仅停留在实验室数据。其深共晶电解液体系已适配现有锂电产线,无需昂贵设备改造,且原材料成本可控,具备快速放量潜力。目前,公司正与多家动力电池及高端无人机企业开展联合测试,目标率先在长航时特种装备、轻型电动航空器、高端便携储能等对能量密度与安全要求极高的场景实现商业化应用。