技术突破 - 南开大学与上海空间电源研究所联合团队打破锂电池延续两百年的“氧配位”传统，创新设计出氟配位的新型电解液 [1] - 新技术用氟原子取代氧原子溶解锂盐，大幅提升溶剂利用率，成功研制出能量密度高达700瓦时/公斤的锂金属电池 [1] - 新电池在-50℃的极寒环境中，仍能释放接近400瓦时/公斤的高能量 [1] 技术原理与优势 - 传统商用锂电池电解液由锂盐和碳酸酯类溶剂组成，依赖锂与碳酸酯中氧的离子-偶极作用促进锂盐溶解，但溶剂浸润性差、用量多，限制了电池能量密度提升 [1] - 传统电解液的强相互作用会阻碍电池中界面电荷转移，限制低温性能，通常-50℃以下电池就难以工作 [1] - 研究团队设计合成了系列新型氟代烃溶剂分子，通过调控氟原子的电子密度和溶剂分子的空间位阻，实现电解液中锂盐的有效溶解，成功取代传统的锂-氧配位方式 [1] - 相比于传统基于锂-氧配位的电解液体系，氟代烃溶剂浸润性好、利用率高，可显著降低电解液用量 [1][2] - 锂与氟配位更弱，在低温下可摆脱束缚，仍具有快速的电荷转移动力学 [1][2]