2月26日,据南开大学官方消息,国际顶尖学术期刊《自然》(Nature)在线发表
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、特种化学电源全国重点实验室主任陈军,联合上海空间电源研究所研究员李永在
高比能锂电池领域的最新研究进展。
该研究题为“Hydrofluorocarbon electrolytes for energy-dense and low-temperature batteries”。团队围绕
锂电池电解液开展研究,设计合成了系列氟配位的新型氟代烃溶剂分子,基于此构建的电解液体系,取代了传统电解液的锂-氧配位方式,助力700瓦时/公斤锂金属电池实现可逆循环。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10210-6
自1800年伏特发明了电堆(伏特电池)起,电池已经深入到我们生活的各个角落。从
铅酸电池、
镍氢电池再到被称为现代社会“能量心脏”的锂电池,电池体系的变革离不开电解液的更新迭代。
目前商用的锂电池电解液通常由锂盐和碳酸酯类溶剂组成,锂与碳酸酯溶剂中氧的离子-偶极作用可促进锂盐的溶解。然而,这种溶剂浸润性差,用量多,导致电池能量密度始终难以进一步提升;同时,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。
团队新研发锂电池具有高比能、耐低温等优势,
同时在-50℃环境中,电池仍展现出接近400瓦时/公斤的高能量密度。“基于该电解液的高比能电池在
新能源汽车、具身智能机器人、
低空经济以及极寒地区和航空航天等领域具有广阔的应用潜力。”陈军说。
该工作由南开大学联合上海空间电源研究所共同完成,南开大学为该论文第一完成单位。南开大学化学学院2022级博士研究生吴岚清为该论文第一作者,赵庆、陈军、李永为该论文通讯作者。南开大学化学学院研究生张劲羽、范振宇、任双鑫、张洁、李雅雯,倪优璇副教授、谢伟伟副研究员、卢勇研究员共同参与研究。
上述研究工作得到了国家自然科学基金重大项目、面上项目、重大研究计划培育项目、国家自然科学基金委创新群体、科技部重点研发计划等项目支持,依托特种化学电源全国重点实验室、有机新物质创造前沿科学中心、南开大学前沿交叉学科研究院、物质绿色创造与制造海河实验室、空间电源全国重点实验室等平台开展。
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