鋰電池廣泛應用于高新技術產業和我們的日常生活，其性能直接關系到能源利用效率和使用體驗。近日，由南開大學和上海空間電源研究所等單位科研人員組成的團隊，取得了一項首創性的突破。通過全新的電解液技術，有望使現有鋰電池在同等大小和重量的情況下，實現續航力的成倍提升，耐低溫性能也明顯增強。這一成果26日凌晨在國際學術期刊《自然》上發表。
新電池的核心突破在于內部的電解液，它在電池中起著傳導離子的功能，就像正負極之間的一條“高速公路”，對于電池的能量效率、工作穩定性與溫度適應性等都有關鍵意義。目前，鋰離子電池的電解液溶劑通常含有一個重要元素——氧。它的優點是對鋰鹽的溶解性很強，但這種強相互作用也限制了電荷的轉移，導致電池能量密度難以進一步提升，也限制了其低溫性能。
南開大學化學學院研究員 趙慶：電解液既想讓離子快速解離，又想讓離子發生快速的電荷轉移反應，兩者實際上是有一定矛盾的。我們就想到了同周期的氟元素，因為氟和鋰的配位更弱一些，容易讓鋰離子發生電荷轉移，這樣的話整個電池的功率密度就得到提升。
經過多年攻關，科研團隊突破了氟難以溶解鋰鹽等關鍵難題，合成出系列新型氟代烴溶劑分子，通過調控氟原子的電子密度和溶劑分子的空間位阻，既顯著降低電解液用量，又具有快速電荷轉移的動力學特性，從而同時提升了電池能量密度和低溫適應能力。
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