北京
近日，一支由南開(kāi)大學(xué)與上海空間電源研究所等單位科研人員組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)宣布取得一項(xiàng)原創(chuàng)性技術(shù)突破。該成果依托全新設(shè)計(jì)的電解液體系，有望在不改變鋰電池體積與質(zhì)量的前提下，使其續(xù)航能力提升數(shù)倍，并顯著改善低溫環(huán)境下的工作性能。
此項(xiàng)研究已于2月26日正式發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊自然。
電解液是鋰離子電池中實(shí)現(xiàn)離子傳導(dǎo)的關(guān)鍵介質(zhì)，其作用如同正負(fù)極之間的一條高效通道，在決定電池能量效率、運(yùn)行穩(wěn)定性及溫度適應(yīng)性等方面具有核心地位。
當(dāng)前主流鋰離子電池所用電解液溶劑多含氧元素，雖具備優(yōu)異的鋰鹽溶解能力，但氧與鋰之間的強(qiáng)相互作用會(huì)阻礙電荷轉(zhuǎn)移，成為制約能量密度提升和低溫性能優(yōu)化的主要瓶頸。
研究團(tuán)隊(duì)另辟路徑，將目光轉(zhuǎn)向與氧同周期的氟元素。氟與鋰之間的配位作用更弱，有利于鋰離子快速遷移與電荷交換，從而為提升功率密度提供可能。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期系統(tǒng)攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)成功攻克氟基溶劑難以有效溶解鋰鹽等關(guān)鍵技術(shù)障礙，自主研發(fā)出一系列氟代烴類新型溶劑分子。通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控氟原子的電子云分布及溶劑分子的空間結(jié)構(gòu)，不僅大幅減少電解液使用量，還賦予體系優(yōu)異的離子傳輸動(dòng)力學(xué)特性，最終同步實(shí)現(xiàn)了電池能量密度與低溫性能的雙重躍升。
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