從新能源汽車到極地探險，從低空經濟到航空航天，電池的“怕冷"一直是困擾行業的難題。如今，中國科學家給出了答案。

電池的“冬季焦慮"

每到冬天，電動車主的焦慮就會如期而至——續航縮水、充電變慢、加速乏力。數據顯示，普通鋰電池在-20℃以下就難以正常工作，到了-30℃基本“罷工"。而在南北極、高海拔地區乃至航空航天領域，-50℃甚至更低的極寒環境，對電池來說幾乎是災難。

但這正在被中國科學家打破。

700 Wh/kg的突破：改寫鋰電池的“配方"

北京時間2026年2月26日，國際學術期刊《自然》在線發表了一項來自中國的重磅研究成果。

由南開大學化學學院研究員趙慶，中國科學院院士、南開大學常務副校長陳軍團隊，聯合上海空間電源研究所研究員李永共同完成的研究，成功研制出能量密度高達700瓦時/公斤的鋰金屬電池。

700瓦時/公斤是什么概念？目前主流的鋰離子電池能量密度在160-300瓦時/公斤之間，這意味著新電池的能量密度是現有技術的2倍以上。更驚人的是，這款電池在-50℃的極寒環境中，仍能釋放出接近400瓦時/公斤的高能量。

“基于新體系構建的鋰電池，室溫能量密度高達700瓦時/公斤，即使在-50℃的極寒環境中，仍能釋放出接近400瓦時/公斤的高能量。"陳軍院士在接受采訪時表示。

 南開大學科研團隊測試新研發的鋰電池

從“氧配位"到“氟配位"

電池的“老傳統"

自1800年伏特發明電堆（伏特電池）以來，電池的電解液體系經歷了從鉛酸、鎳氫到鋰電池的多次迭代。但有一個底層邏輯始終未變：氧原子被認為是電解液溶劑中關鍵的元素。

目前商用的鋰電池電解液，通常由鋰鹽和碳酸酯類溶劑組成。鋰與碳酸酯溶劑中氧的離子-偶極作用，可以促進鋰鹽的溶解。但這個“老傳統"存在兩個致命缺陷：

溶劑浸潤性差、用量多，導致電池能量密度始終難以進一步提升；

鋰與氧的強相互作用會阻礙電池中界面電荷轉移，嚴重限制低溫性能——通常-50℃以下電池就難以工作。

“氟配位"的新思路

南開大學團隊另辟蹊徑：用氟原子取代氧原子溶解鋰鹽。

他們設計合成了系列新型氟代烴溶劑分子，通過調控氟原子的電子密度和溶劑分子的空間位阻，實現了電解液中鋰鹽的有效溶解，成功以鋰-氟配位新體系替代了傳統的鋰-氧配位模式。

“氟代烴溶劑浸潤性好、利用率高，可顯著降低電解液用量；同時鋰與氟配位更弱，在低溫下可擺脫束縛，仍具有快速的電荷轉移動力學。"趙慶研究員解釋道。

通俗來說：在傳統電池中，鋰離子被氧原子“牢牢抓住"，低溫下更難掙脫；而在新體系中，氟原子對鋰離子的“束縛"更弱，讓鋰離子即使在-50℃的嚴寒中也能自由穿梭、快速放電。

從實驗室到應用：這些場景將被改寫

這項成果具備自主知識產權，其應用前景令人振奮。

新能源汽車

續航焦慮和低溫性能，一直是制約電動車普及的兩大瓶頸。陳軍院士表示：“能量密度和低溫性能是阻礙電動汽車廣泛應用的瓶頸。"

相比之下，新電池在-50℃仍能保持近400Wh/kg的能量密度，這意味著即使在中國北端的漠河、在俄羅斯的西伯利亞、在加拿大的育空地區，電動車也能正常行駛。

低空經濟與具身智能

隨著低空經濟的發展，無人機、飛行汽車對電池的能量密度和安全性提出了更高要求。同時，具身智能機器人需要在各種復雜環境中作業，極寒環境下的續航能力至關重要。

極地探索與航空航天

南極科考、北極探險、高空探測……這些環境對電池的低溫性能有著近乎苛刻的要求。新電池的突破，為這些領域提供了全新的動力方案。

陳軍院士展望道：“基于該電解液的高比能電池在新能源汽車、具身智能機器人、低空經濟以及極寒地區和航空航天等領域具有廣闊的應用潛力。"

不止于此：從500到1000公里的量產落地

值得注意的是，這并非南開大學團隊在電池領域的突破。

就在同一月，該團隊聯合中國一汽紅旗品牌，發布了可量產化的超高能量密度富鋰錳基固液混合電池系統。該系統單體能量密度超過500Wh/kg，搭載該電池的電動車續航里程可達1000公里以上。

南開大學化學學院教授嚴振華介紹，相比之下，目前主流鋰離子電池續航里程約800公里，工作溫度通常在-20℃至-30℃區間。

中國一汽新能源電池公司總經理盧天軍更透露了一個令人期待的消息：搭載新電池、續航超1000公里的電動車，預計將于2026年底實現量產。

“保守估計，其性能相當于比現有技術提升了約50%。"盧天軍表示。

 結語：從“能量心臟"到新質生產力

從伏特電池到鋰電池，電池技術的每一次迭代，都深刻改變著人類社會。作為現代社會的“能量心臟"，電池的升級始終是科技革命的重要驅動力。

陳軍院士說：“我們不能總是待在塔里。我們的目標是解決真實的工業挑戰。"

從-50℃極寒環境下的穩定放電，到700Wh/kg的能量密度突破，再到1000公里續航的量產落地——中國科學家正在重新定義電池的“極限"。這些成果，將為我國加快發展新質生產力注入強勁動能。

下一次，當你駕駛電動車穿越冰天雪地，或看到無人機在極地上空巡航時，請記住：這背后，是一場從“氧"到“氟"的化學革命。