據(jù)“上海航天”消息，近日，由中國航天科技集團第八研究院下屬的811所和南開大學(xué)科研人員組成的團隊，在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)布了鋰電池電解液技術(shù)的首創(chuàng)性成果：成功研制用于高能量密度與低溫電池的氫氟烴電解液，標志著我國取得鋰電池核心技術(shù)新突破，有望使現(xiàn)有鋰電池實現(xiàn)續(xù)航力成倍提升，耐低溫性能也明顯增強。
811所研究員李永介紹，目前市場上的鋰電池，在室溫下的能量密度為300瓦時/千克左右。在零下20℃的環(huán)境下，能量密度會驟降到150瓦時/千克以下。而這項突破性研究成果，可以使鋰電池的能量密度在室溫環(huán)境下大于700瓦時/千克，在零下50℃的環(huán)境下仍可達約400瓦時/千克。
“簡單來說，一塊同樣質(zhì)量的電池，鋰電池在室溫下的儲電能力能提升2至3倍以上，可以將電動汽車的續(xù)航能力從五六百公里提升到一千公里甚至更高，且其在零下70℃的極端低溫下仍可正常工作。”李永說。
電解液作為連接鋰電池正負極的關(guān)鍵組成部分，在鋰電池中起著傳導(dǎo)離子的功能，就像正負極之間的一條“高速公路”，對于電池的能量效率、工作穩(wěn)定性與溫度適應(yīng)性等有著至關(guān)重要的作用。
傳統(tǒng)電解質(zhì)溶劑一直以氧（O）基和氮（N）基配體為主。其優(yōu)點是對鋰鹽的溶解性很強，但同時也限制了電荷的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致鋰電池能量密度難以進一步提升，同時也限制了其低溫性能。
研制人員將目光瞄準了與氧元素同周期的氟元素，通過多年技術(shù)攻關(guān)，發(fā)展了高性能電解液研究的新范式：突破了氟（F）無法溶解鋰鹽等難題，合成了含單氟化烷烴的新型電解液溶劑，其有效降低了電解液的黏度、提升了氧化穩(wěn)定性和低溫離子電導(dǎo)率，提升了高能量密度鋰電池的低溫能量輸出性能。在該研究中，811所主要承擔了電解質(zhì)優(yōu)化、高比能電池器件正向設(shè)計、界面動態(tài)過程優(yōu)化及實際工況性能驗證等核心研究工作，充分彰顯了其在前沿電源技術(shù)領(lǐng)域的硬核實力和引領(lǐng)地位。
這項研究的突破，并非僅局限于實驗室，其廣闊的應(yīng)用前景為我們描繪了一個能源轉(zhuǎn)型的全新未來。
在高新技術(shù)領(lǐng)域，它能讓航天器等設(shè)備在極寒的深空環(huán)境下，擁有更可靠的能源保障，能為無人機以及各類智能機器人帶來更長的續(xù)航時間和更強的負載能力；在日常生活中，它將為下一代電動車、手機電池掃清關(guān)鍵障礙，有望讓電動車續(xù)航里程、低溫環(huán)境下手機待機時間實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，破解電池的“儲電能力焦慮”和“溫度適應(yīng)焦慮”難題，為更高能、更安全的能源未來提供無限可能。
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