在鋰電池技術領域，一項來自中國的突破性成果引發全球關注。南開大學與上海空間電源研究所聯合團隊在《自然》雜志發表論文，宣布成功研發出新型含氟電解液，使鋰電池在極端環境下的性能實現質的飛躍。這項成果不僅刷新了能量密度世界紀錄，更為新能源汽車、航空航天等領域帶來革命性變革。
傳統鋰電池在低溫環境下表現堪憂。市場主流產品在室溫下能量密度約300瓦時/公斤，但當溫度降至零下20℃時，這一數值會驟降至150瓦時/公斤以下。而中國科研團隊研發的新型電解液體系，在室溫下將能量密度提升至707瓦時/公斤，在零下50℃仍能保持400瓦時/公斤的輸出能力，即便在零下70℃的極端條件下，電池容量保持率依然可觀。這一數據與現有技術形成鮮明對比，標志著鋰電池技術邁入全新階段。
研究團隊突破傳統電解液設計框架，創新性地采用"氟-碳-氫"三元化合物結構。上海空間電源研究所研究員李永解釋，傳統電解液依賴氧、氮分子與鋰離子的強配位作用實現溶解，但這種作用在低溫下會形成能量壁壘，阻礙鋰離子遷移。新型電解液通過引入氟原子，既保持了足夠的鋰鹽溶解能力，又大幅降低了脫溶劑化所需能量。實驗表明，當氟原子以-CH?F形式存在時，電解液可溶解超過2摩爾/升的鋰鹽，為高能量密度奠定基礎。
在多種候選化合物中，1,3-二氟丙烷脫穎而出。這種物質在零下70℃時的離子電導率遠超傳統電解液，交換電流密度達到傳統醚類電解液的14倍，意味著電極反應速度獲得質的提升。更令人驚喜的是，其粘度低于水，流動性極佳，確保了低溫環境下的穩定性能。基于該電解液的軟包電池實驗顯示，設備在極端低溫下仍能保持高效放電能力。
這項突破具有廣泛的應用前景。在消費電子領域，新型電池有望將手機、無人機等設備的續航時間提升一倍以上；在新能源汽車行業，車輛將不再受低溫性能限制，可在東北、西北等寒冷地區穩定運行；航空航天領域則可能因此簡化環境控制系統設計，為衛星等航天器增加有效載荷。極地科考、深空探測等特殊場景也將從這項技術中受益。
目前，研究團隊正著手優化電池循環壽命等關鍵性能指標，并開展全面的安全測試。這種局部含氟的烴類電解液體系，已展現出取代傳統含氧含氮電解液的潛力。隨著后續研發的推進，長續航、耐低溫的鋰電池有望早日實現商業化應用，為全球能源存儲領域帶來新的解決方案。
