700瓦时/公斤，南开大学团队用氟代烃溶剂突破锂电池能量密度极限，成果登上《自然》

2月26日，南开大学与上海空间电源研究所联合团队宣布，成功研发出一种基于氟代烃溶剂的新型电解液体系，将锂电池能量密度推升至700瓦时/公斤。相关研究成果于当日在国际学术期刊《自然》上在线发表。

这项研究由南开大学化学学院研究员赵庆、中国科学院院士、南开大学常务副校长陈军，以及上海空间电源研究所研究员李永共同带领团队完成。

长期以来，商用锂电池电解液主要依赖锂盐与碳酸酯类溶剂的组合。碳酸酯溶剂中的氧元素虽然能有效促进锂盐溶解，但也带来了两个突出问题：一是溶剂浸润性差、用量大，制约了电池能量密度的进一步提升；二是锂与氧之间较强的相互作用会阻碍界面电荷转移，导致电池在-50℃以下几乎无法正常工作。

研究团队另辟蹊径，将目光转向与氧同周期的氟元素。氟与锂的配位作用更弱，理论上有利于加速电荷转移，但氟元素本身难以溶解锂盐，此前一直被视为电解液设计的"禁区"。经过多年攻关，团队通过精确调控氟原子的电子密度分布和溶剂分子的空间位阻，成功合成出系列新型氟代烃溶剂分子，实现了对传统锂-氧配位方式的替代。

新型电解液体系在多个维度展现出显著优势：氟代烃溶剂浸润性好、利用率高，电解液用量大幅降低；同时，较弱的锂-氟配位使低温条件下的电荷转移速率明显提升。基于该体系，团队在室温条件下打造出700瓦时/公斤的超高比能锂电池，即便在-50℃的极端低温环境中，电池仍能保持接近400瓦时/公斤的能量密度。

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本文源自：市场资讯

作者：观察君