大多数驾驶电动汽车的人都会担心一些事情：汽车充满电后可以行驶多远，电池在室外非常寒冷时如何工作，以及充电速度有多快。 2 月 25 日发表在《自然》杂志上的一篇新研究论文表明，我们可能很快就能同时解决其中两个问题。
该研究由南开大学赵庆教授、陈军院士以及上海空间电源研究所李勇领导的团队完成。他们找到了一种让锂电池变得更强大的方法。具体来说，它们的能量密度达到了 700 Wh/kg。当今汽车中使用的最佳电池通常最高可达 250 Wh/kg 至 255 Wh/kg 左右，而固态电池的最高可达 500 Wh/kg 左右。
要理解为什么这很重要，请将电池想象成油箱。如果您有两个重量相同的油箱，但其中一个的能量是其三倍，那么您的汽车可以在不停车的情况下行驶更远的距离。与当前标准相比，新技术的能源容量几乎增加了两倍。这意味着电动汽车最终可以行驶更远的距离，而无需使用大量沉重的电池组来减轻车辆的重量。
这种功率跃升的秘密在于电池内部的液体——电解质。电池使用锂盐和碳酸盐溶剂的混合物，依靠氧原子帮助锂移动。这种方法效果很好，但也有很大的缺点。液体电解质很粘稠，不易扩散。当温度下降时，它们也会停止正常工作，这就是许多电动汽车在冬季失去行驶里程的原因。
中国队决定尝试一些不同的东西。他们使用氟化烃溶剂创造了一种新型液体。他们没有使用氧气来移动锂，而是使用氟。这种变化使液体更加“湿润”，因此电池需要更少的液体才能发挥作用。由于液体更稀且流动性更好，因此它可以更快地传递能量。
新设计在寒冷环境下的表现非常出色。传统电池在结冰时通常会失效，但新型电池仍可在零下 50°C 的温度下工作。即使在如此极端的温度下，电池也能保持近400 Wh/kg的能量密度。这仍然高于当今大多数高端电动汽车在室温下提供的水平。
研究小组解释说，他们必须非常小心地制造新电解质——他们必须平衡液体内部的“空间”，以便锂原子可以自由移动。通过从氧气切换到氟，他们消除了阻碍性能的瓶颈，使电池同时变得更轻、更强。
许多公司都在竞相制造固态电池，这通常被称为行业的“圣杯”。但即使是这些电池通常也只能达到 400 Wh/kg 左右。这项新发现表明，如果化学成分正确，“液体”电池实际上可以击败固态技术。如果这从实验室到工厂，它可能会改变我们制造从送货卡车到飞机等一切物品的方式。
这些电池可以为先进的机器人甚至太空中使用的设备提供动力。目前700Wh/kg的数字仅指单个电芯，但一旦将这些电芯组装成完整的电池系统，收益将是巨大的。这项研究表明，锂电池仍然具有未开发的潜力，并挑战固态技术设定的期望。
