新华社天津2月26日消息(记者张建新、栗雅婷),南开大学化学学院研究员赵庆,还有中国科学院院士、南开大学常务副校长陈军,他们和上海空间电源研究所研究员李永带着团队,一起搞出了新成果。这次团队打破了锂电池电解液里氧配位的老规矩,合成了一系列基于氟代烃溶剂的新型电解液体系。这么一搞,锂电池的能量密度就突破了700瓦时/公斤。咱们现在用的那些电解液,主要是锂盐和碳酸酯类溶剂搅和在一块儿。锂和碳酸酯里的氧离子偶极作用,确实能帮锂盐溶解开。可问题也来了,这种溶剂浸润性不好,用得太多,导致电池的能量密度没法再往上提。另外,强相互作用还会卡住界面的电荷转移,特别是到了-50℃以下的低温环境,电池基本就没法工作了。为了解决这个大麻烦,科研人员特意设计合成了好些新型氟代烃溶剂分子。这东西能让电解液里的锂盐溶解得特别好,而且直接把传统的锂-氧配位方式给取代了。比起老的那种电解液体系,氟代烃溶剂浸润性强、利用率高,大大减少了电解液的用量;还有就是锂跟氟的配位比较弱,低温下电池照样能快速完成电荷转移过程。 赵庆介绍说,靠氟配位让锂盐溶解的关键在于调整氟原子的电子密度和溶剂分子的空间位阻。有了这层保护壳的锂电池比能高、耐低温。“这种高比能电池在新能源汽车、低空经济、极寒地区还有航空航天这些地方都能派上大用场。”陈军说道。北京时间2月26日晚上,《自然》杂志就把这项研究成果放到网上了。 团队还用这种新电解液打造出了室温下700瓦时/公斤的超高比能锂电池。即使在零下50摄氏度的极寒环境里,这款锂电池也能表现出接近400瓦时/公斤的高能量密度。天津、北京、南开大学、南开大学化学学院、中国科学院、上海空间电源研究所、张建新、李永、栗雅婷、赵庆还有陈军这些名字都在这个科研大事件里留下了印记。