我國鋰電池核心技術(shù)實現(xiàn)重大突破

鋰電池廣泛應(yīng)用于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和我們的日常生活，其性能直接關(guān)系到能源利用效率和使用體驗。近日，由南開大學(xué)和上?？臻g電源研究所等單位科研人員組成的團(tuán)隊，取得了一項首創(chuàng)性的突破。通過全新的電解液技術(shù)，有望使現(xiàn)有鋰電池在同等大小和重量的情況下，實現(xiàn)續(xù)航力的成倍提升，耐低溫性能也明顯增強(qiáng)。這一成果26日凌晨在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表。

新電池的核心突破在于內(nèi)部的電解液，它在電池中起著傳導(dǎo)離子的功能，就像正負(fù)極之間的一條“高速公路”，對于電池的能量效率、工作穩(wěn)定性與溫度適應(yīng)性等都有關(guān)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(yōu)點(diǎn)是對鋰鹽的溶解性很強(qiáng)，但這種強(qiáng)相互作用也限制了電荷的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致電池能量密度難以進(jìn)一步提升，也限制了其低溫性能。

電解液既想讓離子快速解離，又想讓離子發(fā)生快速的電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，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(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，這樣的話整個電池的功率密度就得到提升。

經(jīng)過多年攻關(guān)，科研團(tuán)隊突破了氟難以溶解鋰鹽等關(guān)鍵難題，合成出系列新型氟代烴溶劑分子，通過調(diào)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(zhuǎn)移的動力學(xué)特性，從而同時提升了電池能量密度和低溫適應(yīng)能力。