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無懼低溫“充放自如” 從電解液著手解決鋰電池快充難題

2024-03-04 14:17:23來源:化工儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞:電解液閱讀量:1266
我要評(píng)論

導(dǎo)讀:如今,電池已經(jīng)是我們生活中重要的一類產(chǎn)品,尤其是對(duì)于依賴移動(dòng)用電的產(chǎn)品來說,電池作為儲(chǔ)能設(shè)備幾乎是這些產(chǎn)品的“命脈”,直接決定了產(chǎn)品的續(xù)航,同時(shí)電池的重量還會(huì)間接影響這些產(chǎn)品的實(shí)用性。也正因如此,電池技術(shù)面臨的瓶頸許多時(shí)候是限制科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原因之一。

  如今,電池已經(jīng)是我們生活中重要的一類產(chǎn)品,尤其是對(duì)于依賴移動(dòng)用電的產(chǎn)品來說,電池作為儲(chǔ)能設(shè)備幾乎是這些產(chǎn)品的“命脈”,直接決定了產(chǎn)品的續(xù)航,同時(shí)電池的重量還會(huì)間接影響這些產(chǎn)品的實(shí)用性。也正因如此,電池技術(shù)面臨的瓶頸許多時(shí)候是限制科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原因之一。
 
  而在目前存在的電池技術(shù)難題中,充電問題和低溫放電問題尤為突出。簡(jiǎn)單來說,目前的鋰電池在低溫或者較高溫度環(huán)境下,電池穩(wěn)定性會(huì)有所下降,因此無法適應(yīng)較極端環(huán)境下的使用需求。像冬天我們手機(jī)的異常關(guān)機(jī)、充電變慢等情況基本也是這類問題導(dǎo)致的。此外,由于其背后還涉及鋰電池的充電速度、工作溫度、安全性制約條件,因此對(duì)于電動(dòng)汽車在部分地區(qū)的普及,影響就更為深遠(yuǎn)了。
 
  而就在最近,這個(gè)問題似乎又得到了新的解決方案。浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院范修林研究員團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)外科研人員合作,從電解液的特性著手,設(shè)計(jì)出了一款新型電解液。這種電解液理論上可以支持在-70℃到60℃的超寬溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行可逆地充放電,并且在室溫環(huán)境下有不錯(cuò)的快速充放電表現(xiàn)。
 
  而該成果的一個(gè)重要突破在于解決過去電解液存在的一個(gè)難題——無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)具備有效的電解液-電極界面膜、寬溫域內(nèi)高離子電導(dǎo)率和快速離子傳輸動(dòng)力學(xué)。過去的研究認(rèn)為,由于電解液的高離子電導(dǎo)率需要溶劑具備高鋰離子溶劑化能,而生成無機(jī)的電解液-電極界面膜需要電解液溶劑具有低鋰離子溶劑化能,所以電解液不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高離子電導(dǎo)率和陰離子衍生的電解液-電極界面膜。
 
  浙大團(tuán)隊(duì)則通過建立一套溶劑篩選原則,從幾萬種溶劑中,篩選寬溫域內(nèi)快速鋰離子動(dòng)力學(xué)的潛在溶劑,并從中尋找到23種目標(biāo)材料,完成了這個(gè)過去看起來“不可能完成的任務(wù)”,制作出了新型電解液。
 
  根據(jù)相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示,在25℃室溫下新型電解液的離子導(dǎo)電率可以達(dá)到傳統(tǒng)商用電解液的4倍,即便在-70攝氏度的低溫環(huán)境下,也能高出商用電解液3個(gè)數(shù)量級(jí)。更進(jìn)一步的說,就是符合目前極地科考、空間探測(cè)、海底勘探等領(lǐng)域?qū)τ陔姵氐睦硐胄枨蟆?br /> 
  而根據(jù)浙大此前公開的消息,目前這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)開始與企業(yè)展開合作,并且嘗試在鉀離子電池與鈉離子電池等領(lǐng)域開展更深入的研究,更好的落實(shí)民用市場(chǎng),推動(dòng)綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我們有理由相信,這一天不會(huì)太遠(yuǎn)。
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