近日，由中国科学院院士、南开大学常务副校长陈军和该校化学学院研究员赵庆领衔的团队，携手上海空间电源研究所研究员李永，一同研发出一种颠覆性的锂电池新配方。2月26日，科技日报驻天津记者陈曦从南开大学独家获取了这一突破性消息。这一科研成果发表在学术期刊《自然》上，《自然》论文的编辑由王铭俊负责。 长久以来，氧原子在电解液溶剂中的地位牢不可破。在如今的商用锂电池里，通常会使用锂盐搭配碳酸酯类溶剂，锂通过与碳酸酯溶剂中氧产生的离子-偶极作用来溶解。然而，这种传统的溶解方式有个很大的弊端：溶剂浸润性差且用量巨大，极大地制约了电池能量密度的提升；再者，因为强相互作用的存在，界面电荷转移受到阻碍，导致电池在零下五十度以下的极寒环境中就会失灵。 为了破解这个难题，研究团队先是设计合成了一系列新型的氟代烃溶剂分子。他们通过调整氟原子的电子密度和分子的空间位阻，成功地让电解液中的锂盐溶解，彻底把氧配位换成了氟配位。经过一番结构优化，他们弄清楚了这类电解液的设计规则以及它与锂金属的兼容性规律。 这种氟配位的新型电解液表现十分优异：它不但大大提高了溶剂的利用率，还把能量密度推到了700瓦时每公斤。更让人惊喜的是，在零下五十度的极寒条件下，新电池依然能释放出接近400瓦时每公斤的高能量。这一特性给新能源汽车和极地探索提供了全新的动力解决方案。通讯员李享透露了消息的细节。 给锂电池更换新“配方”的意义重大。新电池以氟原子取代氧原子溶解锂盐，在大幅提升溶剂利用率的同时，也降低了电解液的用量；由于锂与氟的相互作用更弱，在低温下反而能摆脱束缚，拥有更快的电荷转移动力学。这项技术为新能源领域带来了无限的可能性。