可以反復充放電的電池被稱為二次電池。通過拓寬充放電電位、運用隔膜涂層技術等綜合策略，中國科學院物理研究所的科研人員制成了超700瓦時每千克的超高能量密度軟包鋰離子二次電池 。這一數據為已公開報道的鋰二次電池的能量密度最高值 ，相關成果近日以研究快訊形式發表在《中國物理快報》，并已申請我國專利。

鋰離子電池是能量密度高、綜合性能最好的電化學儲能體系，而提升能量密度是其研發的主要目標。當前，多個國家計劃開發400至600瓦時每千克的鋰電池。

將愿望轉化成現實，困難可想而知。即使僅看電池能量密度單一指標，要實現進一步提升，不僅需要開發新型電極材料，提高材料儲能的能量密度，電池設計也要趨于“極限”，例如增加電極厚度、減少電解液等非活性材料的質量和體積占比等。不過，這些方式會導致電池的充放電性能急劇變差，直至無法放電。

圍繞這個問題，中科院物理所/北京凝聚態物理國家研究中心博士李泉、博士研究生楊旸在研究員李泓和禹習謙的指導下展開了探索。他們設計的高容量電池，正極采用高容量富鋰錳基氧化物，獲得了更高的材料儲鋰容量;負極使用超薄金屬鋰，通過隔膜涂層技術解決了超薄鋰大面容量沉積可逆性，再結合降低電解液量等綜合策略，實現超高能量密度電池的可逆充放電。

經第三方測試，這款超高能量密度軟包鋰二次電池首次放電質量能量密度達到711.30瓦時每千克，體積能量密度達到1653.65瓦時每升，這達到了目前已公開報道的鋰二次電池的能量密度最高值。

科研人員表示，超高能量密度電池技術將為我國在高空、深空等特殊應用場景，以及未來電動航空領域對高性能電源技術的迫切需求提供可能的解決方案。不過，當前這一技術距離實際應用還有差距，電池安全、壽命等諸多問題仍需解決。