当前，新能源汽车与储能产业快速发展，对电池的能量密度、安全性和环境适应性提出了更高要求。然而，冬季续航衰减、极寒条件下功率下降仍是用户体验和推广中的主要痛点。此外，在现有体积和重量限制下提升续航，也受到液态电解液体系性能瓶颈的制约。虽然固态电池被寄予厚望，但材料体系复杂、界面阻抗和量产工艺等问题尚未突破，产业界亟需在现有液态体系中寻找可行的性能提升方案。 原因——传统“氧配位”溶剂存在动力学与用量限制 锂离子电池中，电解液负责离子传导和界面稳定。长期以来，主流溶剂采用“氧配位”机制，即锂离子通过与溶剂中的氧原子结合后迁移。这种强配位在常温下有利于溶盐和传导，但在低温或高倍率条件下却带来两大问题：一是锂离子在电极界面“去溶剂化”阻力增大——电荷转移变慢——导致极寒环境下容量和功率显著下降；二是部分溶剂的浸润性和低温流动性不足，需要更多电解液来保证润湿与传输，从而增加非活性质量，限制了能量密度的提升空间。 影响——“氟配位”为液态体系突破提供新思路 南开大学化学学院赵庆研究员、陈军院士团队联合上海空间电源研究所李永研究员研发了一种新型“氟配位”氟代烃电解液。通过分子结构设计，该电解液实现了对锂盐的有效溶解与界面稳定。研究显示，基于该电解液的锂金属电池在室温下能量密度可达约700Wh/kg；在-50℃条件下仍能维持近400Wh/kg的输出能力。该表现远超当前量产动力电池常见的250Wh/kg水平，意味着在不改变电池包体积的情况下，有望明显提高续航里程，并为高寒地区交通、极地科考、应急电源及特种装备用能带来潜在改进。 对策——优化配位方式与界面膜调控 该研究的关键在于改变锂离子的微观配位方式。团队选用了流动性更强、黏度更低、浸润性更好的氟代烃类溶剂，以减少低温传输阻力和电解液用量；同时通过分子设计增强氟原子对锂离子的作用力，使电解液能在较高浓度下溶解锂盐。相比传统“氧-锂”强配位，“氟-锂”作用更易在电极界面快速解离，降低去溶剂化能垒，从而提升低温电化学反应效率。此外，该电解液在高电压下表现出更好的适配性，并在金属锂负极表面形成更稳定的固体电解质界面膜，抑制锂枝晶生长，提高库伦效率并延缓衰减，为电池寿命和安全性提供保障。 前景——产业化仍需攻克多重挑战 业内人士指出，锂金属电池是高比能体系的重要方向，但其产业化仍受限于界面稳定、循环寿命、安全性和成本等因素。此次“氟配位”电解液为液态体系实现高能量密度和极寒性能提供了新思路，也为基于现有产业链的增量创新提供了启示。下一步需围绕原材料供应与成本、宽温域循环与安全测试、正极体系匹配性、注液工艺与一致性控制等问题进行系统验证，并在标准与检测体系支持下推进中试与示范应用。随着我国新能源汽车、储能及航空航天等领域需求增长，此类面向“高比能+宽温域”基础研究成果有望加速转化。
从跟跑到并跑再到领跑，我国科学家在锂电池核心技术领域的持续突破展现了基础研究与应用创新的深度融合；这项成果不仅为解决新能源汽车发展瓶颈提供了新方案，也表明了我国在全球能源技术变革中的引领作用。随着技术的工程化推进，一个续航更长、性能更优、适应性更强的电动出行时代正加速到来，为实现碳达峰碳中和目标注入科技动力。