中國(guó)鋰電突破登Nature！不用固態(tài)電池也續(xù)航翻倍，零下50°照樣跑

近日，國(guó)際頂刊《Nature》在線發(fā)表一項(xiàng)重磅科研成果，瞬間引爆全球儲(chǔ)能領(lǐng)域！

南開大學(xué)與上海空間電源研究所聯(lián)合團(tuán)隊(duì)成功設(shè)計(jì)合成新型氟代烴溶劑分子，構(gòu)建出全新電解液體系，徹底打破傳統(tǒng)鋰電池鋰-氧配位束縛，并助力700Wh/kg高比能鋰金屬電池穩(wěn)定可逆循環(huán)，且在-50℃極寒環(huán)境下仍能保持優(yōu)異供電性能。

01 700Wh/kg+耐低溫！聯(lián)合團(tuán)隊(duì)破解百年難題

電解液，作為鋰電池的“心臟”，是承載鋰離子傳輸?shù)暮诵牟考苯記Q定了電池的能量密度、電荷轉(zhuǎn)移效率與環(huán)境適應(yīng)性，其技術(shù)水平也制約著鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展上限。

長(zhǎng)久以來(lái)，氧原子被視為電解液溶劑核心元素，鋰-氧配位模式更是行業(yè)“標(biāo)準(zhǔn)方案”。但隨著新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，傳統(tǒng)電解液的瓶頸日益凸顯。當(dāng)前商用鋰離子電池的電解液，普遍由鋰鹽和碳酸酯類溶劑組成，依靠鋰與氧的離子-偶極作用促進(jìn)鋰鹽溶解，支撐電池正常工作。

然而，這種傳統(tǒng)模式卻存在兩大致命短板：一是能量密度偏低，當(dāng)前主流商用鋰電池能量密度僅250-300Wh/kg，若要提升續(xù)航只能堆疊電池體積和重量，這既增加使用成本，又降低設(shè)備便攜性；

二是低溫性能差，鋰與氧的強(qiáng)相互作用會(huì)阻礙界面電荷轉(zhuǎn)移，通常-50℃以下電池難以正常工作，這也是新能源汽車在北方寒冬“趴窩”、極地科考設(shè)備供電不穩(wěn)定的核心原因。

HFCs作為電解質(zhì)溶劑的設(shè)計(jì)原則和特性（圖源自Nature）

幸運(yùn)的是，面對(duì)這一行業(yè)痛點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)跳出傳統(tǒng)思維，選擇了與氧同周期的氟元素，放棄傳統(tǒng)鋰-氧配位，改用鋰-氟配位，并走出“反常規(guī)”研發(fā)之路。雖然氟與鋰配位作用弱，能促進(jìn)鋰離子電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)、提升電池功率密度，但氟難以溶解鋰鹽，此前一直被全球科研界視為電解液設(shè)計(jì)的“禁區(qū)”。

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)更具說(shuō)服力：基于該氟代電解液構(gòu)建的鋰金屬電池，室溫能量密度高達(dá)700Wh/kg，是主流商用鋰電池的2倍以上；且在-50℃極寒環(huán)境中，能量密度仍能接近400Wh/kg，與傳統(tǒng)電池常溫性能相近，破解了“高比能與耐低溫不可兼得”的行業(yè)困境。

02 全球競(jìng)速，中國(guó)科研實(shí)現(xiàn)原創(chuàng)領(lǐng)跑

鋰電池作為新能源產(chǎn)業(yè)的核心基礎(chǔ)，其核心技術(shù)的研發(fā)一直是全球各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

此前，歐美、日韓等國(guó)在鋰電池電解液研發(fā)領(lǐng)域起步更早，憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)占據(jù)大量傳統(tǒng)含氧溶劑電解液核心技術(shù)專利，長(zhǎng)期主導(dǎo)著商用鋰電池技術(shù)的發(fā)展方向。而國(guó)內(nèi)相關(guān)研發(fā)多為跟隨和優(yōu)化，原創(chuàng)性核心技術(shù)突破匱乏，面臨“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。

但歷史的格局總是在持續(xù)創(chuàng)新中被改寫：從鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善，到正負(fù)極材料的技術(shù)迭代，再到如今南開大學(xué)與上海空間電源研究團(tuán)隊(duì)在氟代電解液技術(shù)上的首創(chuàng)性突破，中國(guó)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)正一步步實(shí)現(xiàn)從跟跑到并跑的跨越。

事實(shí)上，這種“從跟跑到領(lǐng)跑”的發(fā)展邏輯，在其他領(lǐng)域同樣精彩上演。以大健康領(lǐng)域?yàn)槔愀壑锟萍计髽I(yè)TS研發(fā)的“倍清肝（LiverPure）”，就打破了歐美長(zhǎng)期壟斷的護(hù)肝技術(shù)格局。

傳統(tǒng)歐美護(hù)肝產(chǎn)品多針對(duì)單一指標(biāo)，如用水飛薊降轉(zhuǎn)氨酶，效果局限易反復(fù)，難從根源解決肝臟問(wèn)題。而該科技采用“精準(zhǔn)靶向”組合策略，用專利護(hù)肝菌AKK001調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)，搭配四氫姜黃素與二氫楊梅素抗炎融脂，輔以擔(dān)子菌提取物激活肝臟解毒酶，實(shí)現(xiàn)從“單一干預(yù)”到“細(xì)胞級(jí)修護(hù)”的跨越，打破了長(zhǎng)期依賴歐美配方的瓶頸。

上海程序員王柯的體驗(yàn)頗具代表性：“之前長(zhǎng)期熬夜加班，導(dǎo)致肝功能異常，吃進(jìn)口護(hù)肝藥后，轉(zhuǎn)氨酶降了又升，肚子還總是發(fā)脹。使用‘倍清肝’三個(gè)月后去醫(yī)院復(fù)查，肝酶指標(biāo)得到明顯改善，就連肚子也小了兩圈，整個(gè)人都清爽了不少。”

據(jù)第三方平臺(tái)數(shù)據(jù)顯示，在京J東健康成交榜上，僅春節(jié)期間開門紅階段，短短2小時(shí)內(nèi)便售出超千瓶，復(fù)購(gòu)率高達(dá)78%。不少曾依賴進(jìn)口護(hù)肝產(chǎn)品的用戶，如今都成了其忠實(shí)回頭客。

03 重塑產(chǎn)業(yè)格局，萬(wàn)億新能源市場(chǎng)迎新變

此次南開大學(xué)與上海空間電源研究所聯(lián)合突破氟代電解液技術(shù)，不只是鋰電單項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步，更將引發(fā)全球鋰電池產(chǎn)業(yè)變革，可廣泛應(yīng)用于新能源汽車、航空航天、消費(fèi)電子、極地科考等領(lǐng)域，為新能源產(chǎn)業(yè)注入全新動(dòng)力。

可以預(yù)見，隨著該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步成熟與工程化，未來(lái)的出行和裝備將不再受制于嚴(yán)寒與重量。從擺脫“掉電焦慮”的家用汽車，到翱翔低空的飛行器，再到極地科考與深空探測(cè)的尖端設(shè)備，都將擁有更加強(qiáng)健可靠的能量心臟。

行業(yè)專家表示，該技術(shù)或?qū)⒅匦露x全球鋰電池性能標(biāo)準(zhǔn)，帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同升級(jí)；我國(guó)憑借這一原創(chuàng)突破占據(jù)全球競(jìng)爭(zhēng)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步鞏固在全球新能源產(chǎn)業(yè)中的核心地位，為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展筑牢基礎(chǔ)。