据新华社报道，中国科研团队突破了锂电池电解液中氧配位的旧有动力学限制，设计合成了一系列基于氟化烃溶剂的新型电解液体系，帮助锂电池能量密度达到700 Wh/kg。该研究成果由南开大学化学系研究员赵庆、中国科学院院士、南开大学常务副校长陈军、上海空间能源研究院研究员李勇等团队共同获得。相关研究成果于北京时间2月26日在线发表在国际学术期刊《自然》上。目前市售的锂电池电解液通常由锂盐和碳酸酯溶剂组成。碳酸酯溶剂中锂和氧之间的离子偶极相互作用可以促进锂盐的溶解。但该溶剂润湿性差、注入量大，难以进一步提高锂电池的能量密度。同时，强相互作用阻碍了电池内的界面电荷转移，限制了低温性能。电池在 -50°C 以下通常难以运行。为了实现这一目标，科研人员设计合成了一系列新型氟化烃溶剂分子，成功实现了锂盐在电解液中的有效溶解，并取代了传统的锂氧配位方法。相比传统基于锂和氧配位的电解液体系，氟化烃溶剂具有更好的润湿性能和更高的利用率，可以显着减少电解液的用量。同时，锂和氟之间的配位关系减弱，使得即使在低温下，电池也能实现快速的电荷传输过程。基于这种新型电解质体系，团队制造出了室温下具有700 Wh/kg超高比能量的锂电池。同时，即使在-50℃下，锂电池也具有约400Wh/kg的高能量密度。赵庆先生解释说，氟配位溶解锂盐的关键是控制氟原子的电子密度和溶剂分子的空间位阻。基于这种电解质的锂电池具有高比能量和高耐低温的优点。 “基于该电解液的高比能电池可应用于新能源汽车、智能机器人实现、低空经济、极寒地区、航空航天等领域，在其他领域具有广泛的应用潜力。”陈军说。
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