當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >

極低氣溫下鋰電池趴窩？科學(xué)家提出新解決方案

時(shí)間:2021-03-03 09:17來源:科創(chuàng)板日?qǐng)?bào) 作者:綜合報(bào)道
點(diǎn)擊: 次
       為了探索更具應(yīng)用前景的鋰電池，科學(xué)家們都將目光投向了基于純鋰的金屬陽極方案，而不是當(dāng)前普遍采用的混合材料。與此同時(shí)，為了攻克其在低溫下性能不佳的缺點(diǎn)，研究這一領(lǐng)域的科學(xué)家們也一直在“絞盡腦汁”，并已取得了一些突破。
 
       據(jù)報(bào)道，加州大學(xué)圣迭戈分校（UCSD）的研究團(tuán)隊(duì)就在試圖開發(fā)一種可以在極低溫度下充電和放電的電池，這通常需要額外的加熱系統(tǒng)，不過此次他們將重點(diǎn)放在了電解質(zhì)上，依靠電解質(zhì)中的弱結(jié)合性，令鋰金屬電池在寒冷條件下釋放出空前性能。
       據(jù)了解，與當(dāng)前使用的石墨/銅的混合陽極相比，純鋰金屬陽極具有出色的能量密度，因此它被認(rèn)為是一項(xiàng)很有前途的技術(shù)。在如此之大的差異面前，一些電池研究人員甚至將鋰金屬描述為“夢(mèng)想材料”，并將其視為打破能量密度瓶頸的關(guān)鍵。
 
       作為在循環(huán)過程中于電池兩極間來回?cái)y帶鋰離子的溶液，電解質(zhì)在一塊電池中的重要性是不言而喻的。UCSD研究團(tuán)隊(duì)此次的目標(biāo)是開發(fā)一種不會(huì)結(jié)冰的電解質(zhì)，讓鋰離子在寒冷的環(huán)境中也能進(jìn)行移動(dòng)。
 
       具體而言，研究人員用了兩種類型的電解質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中一種可與離子牢固結(jié)合、另一種則要弱得多，進(jìn)而驗(yàn)證哪種情況更適用于低溫工況。
       結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在-60℃（-76℉）環(huán)境下，采用牢固結(jié)合電解質(zhì)的這組實(shí)驗(yàn)電池僅能堅(jiān)持兩個(gè)循環(huán)，而后就停止了工作。而與之相對(duì)的是，使用弱結(jié)合電解質(zhì)的電池在循環(huán)50次后仍能平穩(wěn)運(yùn)行，并保持76%的容量。若將工作溫度改為-40°C（-40°F），這種方案甚至能保持84%的容量。
 
       該研究第一作者John Holoubek表示，“我們發(fā)現(xiàn)鋰離子與電解質(zhì)之間的結(jié)合、以及離子在電解質(zhì)中所占據(jù)的結(jié)構(gòu)，與它們?cè)诘蜏叵碌谋憩F(xiàn)有極大的關(guān)聯(lián)。”
 
       值得一提的是，針對(duì)此類概念驗(yàn)證電池的進(jìn)一步研究還表明，弱結(jié)合電解質(zhì)能夠讓離子更均勻地沉積在電池陽極上，而強(qiáng)結(jié)合電解質(zhì)則會(huì)導(dǎo)致塊狀和針狀的沉積（枝晶）。這是研究鋰金屬電池的科學(xué)家們關(guān)注的另一個(gè)重點(diǎn)，因?yàn)樗鼈儠?huì)迅速導(dǎo)致電池短路和失效等嚴(yán)重故障。
 
       研究人員表示，“通過在原子層面了解鋰離子和電解質(zhì)的相互作用，不僅可以提升鋰電池的低溫表現(xiàn)，還有助于防止枝晶的形成”
 
       研究小組在這些發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)具有硫基陰極和弱結(jié)合電解質(zhì)的鋰金屬電池原型。據(jù)稱，這種設(shè)備將有望在外太空探索和深�？碧降阮I(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
 
       “這項(xiàng)工作的意義實(shí)際上是雙重的，”研究人員說，從科學(xué)的角度來說，它提出了與傳統(tǒng)觀點(diǎn)相反的見解。從技術(shù)上講，這是第一款可在超低溫下充電的鋰金屬電池，它還可以在-60攝氏度完全運(yùn)行的情況下提供可觀的能量密度。這兩方面都為超低溫電池提供了一個(gè)完整的解決方案。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 鋰電池 電池技術(shù) 趴窩
作者：綜合報(bào)道 ，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：http://jzr14e.cn/qianyan//2021030335516.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報(bào)道，請(qǐng) 戳這里 告訴我們！
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與中國(guó)電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國(guó)電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時(shí)用@替換#
電話：010-53100736
在線投稿
企業(yè)微信號(hào)
微信公眾號(hào)