-50℃照样放电：极寒环境下的电池材料突破

从新能源汽车到极地探险，从低空经济到航空航天，电池的“怕冷"一直是困扰行业的难题。如今，中国科学家给出了答案。

电池的“冬季焦虑"

每到冬天，电动车主的焦虑就会如期而至——续航缩水、充电变慢、加速乏力。数据显示，普通锂电池在-20℃以下就难以正常工作，到了-30℃基本“罢工"。而在南北极、高海拔地区乃至航空航天领域，-50℃甚至更低的极寒环境，对电池来说几乎是灾难。

但这正在被中国科学家打破。

700 Wh/kg的突破：改写锂电池的“配方"

北京时间2026年2月26日，国际学术期刊《自然》在线发表了一项来自中国的重磅研究成果。

由南开大学化学学院研究员赵庆，中国科学院院士、南开大学常务副校长陈军团队，联合上海空间电源研究所研究员李永共同完成的研究，成功研制出能量密度高达700瓦时/公斤的锂金属电池。

700瓦时/公斤是什么概念？目前主流的锂离子电池能量密度在160-300瓦时/公斤之间，这意味着新电池的能量密度是现有技术的2倍以上。更惊人的是，这款电池在-50℃的极寒环境中，仍能释放出接近400瓦时/公斤的高能量。

“基于新体系构建的锂电池，室温能量密度高达700瓦时/公斤，即使在-50℃的极寒环境中，仍能释放出接近400瓦时/公斤的高能量。"陈军院士在接受采访时表示。

 南开大学科研团队测试新研发的锂电池

从“氧配位"到“氟配位"

电池的“老传统"

自1800年伏特发明电堆（伏特电池）以来，电池的电解液体系经历了从铅酸、镍氢到锂电池的多次迭代。但有一个底层逻辑始终未变：氧原子被认为是电解液溶剂中关键的元素。

目前商用的锂电池电解液，通常由锂盐和碳酸酯类溶剂组成。锂与碳酸酯溶剂中氧的离子-偶极作用，可以促进锂盐的溶解。但这个“老传统"存在两个致命缺陷：

溶剂浸润性差、用量多，导致电池能量密度始终难以进一步提升；

锂与氧的强相互作用会阻碍电池中界面电荷转移，严重限制低温性能——通常-50℃以下电池就难以工作。

“氟配位"的新思路

南开大学团队另辟蹊径：用氟原子取代氧原子溶解锂盐。

他们设计合成了系列新型氟代烃溶剂分子，通过调控氟原子的电子密度和溶剂分子的空间位阻，实现了电解液中锂盐的有效溶解，成功以锂-氟配位新体系替代了传统的锂-氧配位模式。

“氟代烃溶剂浸润性好、利用率高，可显著降低电解液用量；同时锂与氟配位更弱，在低温下可摆脱束缚，仍具有快速的电荷转移动力学。"赵庆研究员解释道。

通俗来说：在传统电池中，锂离子被氧原子“牢牢抓住"，低温下更难挣脱；而在新体系中，氟原子对锂离子的“束缚"更弱，让锂离子即使在-50℃的严寒中也能自由穿梭、快速放电。

从实验室到应用：这些场景将被改写

这项成果具备自主知识产权，其应用前景令人振奋。

新能源汽车

续航焦虑和低温性能，一直是制约电动车普及的两大瓶颈。陈军院士表示：“能量密度和低温性能是阻碍电动汽车广泛应用的瓶颈。"

相比之下，新电池在-50℃仍能保持近400Wh/kg的能量密度，这意味着即使在中国北端的漠河、在俄罗斯的西伯利亚、在加拿大的育空地区，电动车也能正常行驶。

低空经济与具身智能

随着低空经济的发展，无人机、飞行汽车对电池的能量密度和安全性提出了更高要求。同时，具身智能机器人需要在各种复杂环境中作业，极寒环境下的续航能力至关重要。

极地探索与航空航天

南极科考、北极探险、高空探测……这些环境对电池的低温性能有着近乎苛刻的要求。新电池的突破，为这些领域提供了全新的动力方案。

陈军院士展望道：“基于该电解液的高比能电池在新能源汽车、具身智能机器人、低空经济以及极寒地区和航空航天等领域具有广阔的应用潜力。"

不止于此：从500到1000公里的量产落地

值得注意的是，这并非南开大学团队在电池领域的突破。

就在同一月，该团队联合中国一汽红旗品牌，发布了可量产化的超高能量密度富锂锰基固液混合电池系统。该系统单体能量密度超过500Wh/kg，搭载该电池的电动车续航里程可达1000公里以上。

南开大学化学学院教授严振华介绍，相比之下，目前主流锂离子电池续航里程约800公里，工作温度通常在-20℃至-30℃区间。

中国一汽新能源电池公司总经理卢天军更透露了一个令人期待的消息：搭载新电池、续航超1000公里的电动车，预计将于2026年底实现量产。

“保守估计，其性能相当于比现有技术提升了约50%。"卢天军表示。

 结语：从“能量心脏"到新质生产力

从伏特电池到锂电池，电池技术的每一次迭代，都深刻改变着人类社会。作为现代社会的“能量心脏"，电池的升级始终是科技革命的重要驱动力。

陈军院士说：“我们不能总是待在塔里。我们的目标是解决真实的工业挑战。"

从-50℃极寒环境下的稳定放电，到700Wh/kg的能量密度突破，再到1000公里续航的量产落地——中国科学家正在重新定义电池的“极限"。这些成果，将为我国加快发展新质生产力注入强劲动能。

下一次，当你驾驶电动车穿越冰天雪地，或看到无人机在极地上空巡航时，请记住：这背后，是一场从“氧"到“氟"的化学革命。