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日前，中国科学院上海硅酸盐研究所李驰麟研究员带领的团队联合孙宜阳研究员团队，首次提出了一种基于强溶剂化削弱策略的质子型电解液，并由此研制出大尺寸软包型氟离子电池，有望使氟离子电池超越概念验证阶段，展现出具有吸引力规格的实用电池。
研究显示，氟离子电池的理论能量密度是现在锂离子电池的6-7倍，能够实现轻量化，制成重量更轻和体积更小的电池，理论上能够实现在同等重量下续航更长的目标，让电动汽车一次充电续航1000公里成为“可以触及的未来”。不过鉴于研发氟离子电池技术难度大、周期长，目前没有一家动力电池厂商披露相关研发消息，但氟离子电池技术仍具有广阔的发展前景。
氟离子电池电解液的设计
“开发合适的电解质是目前氟离子电池研究的重要任务之一。固态氟离子电解质如氟铈锎矿和萤石氟化物需要高温激活离子迁移，而室温型的固态电解质由于潜在的界面问题，其电池倍率和循环性能较差。相比固态电解质，有机电解液由于更好的电极浸润性，可以避免像固态电池电极中额外的固态氟离子配线构建，从而进一步提高电池的能量密度。”李驰麟研究员介绍，“不同于锂电池的发展，在氟离子电池的发展进程中，有机电解液的研制滞后于固态电解质的开发，研制难点主要是氟盐由于强晶格能在有机溶剂中溶解性差，即便加入具有路易斯酸性的添加剂可促进氟盐溶解，但氟离子的高亲核性会攻击酸性原子，从而引起副反应并导致差的电池性能。”
据了解，氟离子电池是基于非碱金属负极的阴离子穿梭反应体系，安全性能更好。原料方面，氟离子电池的原材料更加易得、可控。相关成果以“High-Capacity and Long-Cycling F‑Ion Pouch Cells Enabled by Green Electrolytes”为题发表于ACS Energy Letters, 2024, 9, 1008−1016。论文第一作者是上海硅酸盐所博士生余一凡，通讯作者是李驰麟研究员和孙宜阳研究员，相关研究已得到国家自然科学基金委和上海市科委等项目的资助和支持。
