锂电池“抗冻”又出新招，我国“有机正极材料”突破瓶颈！

说起新能源车离不开的锂电池，“抗冻”能力一直是一个痛点。三元锂比磷酸铁锂好一点，但也仅仅是好一点而已，东北车主照样不敢买。而为了解决“抗冻”问题，能量密度较低的钠离子电池，甚至都成了香饽饽。

那能不能开发出抗冻的锂电池呢？答案当然是能。2月10日中科院大连化学物理研究所就传出消息，该所陈忠伟院士团队在黑龙江漠河完成超低温锂电池实地测试，零下34摄氏度极寒环境中，无需任何外部保温措施，静置超过8小时后仍能保持超过85%的有效容量，并能成功驱动工业级无人机完成长续航飞行与多项任务模拟。

但包括该成果在内，锂电池抗冻的努力方向基本都是改进电解液。正是电解液在低温下变粘稠，才影响了锂电池的抗冻能力。那除电解液外，还有没有别的思路呢？2月19日，天津大学许运华教授团队联合华南理工大学黄飞教授团队等单位，在国际学术期刊《自然》上发表论文，宣布了一种新型有机正极材料，突破了传统有机锂电池“电量低”“难以实用化”等瓶颈，可在-70℃到80℃的温度下正常工作。-70℃的工作温度，抗冻能力可以说非常突出。

该电池改变的重点是正极材料，之前常说的磷酸铁锂、三元锂，都属于无机正极材料，而天津大学这次攻克的是有机正极材料。该材料是在新型n型导电聚合物材料聚（苯并二呋喃二酮）（PBFDO）基础上，研制出的兼具优异电子导电性、锂离子快速传输能力和高储能容量的有机正极材料。依托该正极材料，目前已制备出能量密度超250Wh/kg的有机软包电池，这已经超越目前广泛使用的磷酸铁锂水平。

除了-70℃的耐低温能力和250Wh/kg的能量密度，该电池还兼具良好的柔韧性与安全性，其电极在弯折、拉伸甚至外力挤压后仍保持完好，且电池容量不减。在三元锂和磷酸铁锂之后，固态锂电池成为最被看好的路线；但固态电池主打的是高能量密度和安全，在耐低温和柔性上并不突出。而天津大学这次研发的有机电池，跟三元锂、磷酸铁锂、固态锂电池相比，最大的亮点就是抗冻和柔性，同时它也兼顾了能量密度和安全。

不过遗憾的是，根据媒体报道，天津大学这款有机电池在应用场景上突出柔性电子和可穿戴设备，并没有突出新能源车，估计还做不出车规级。但如果能用在手机上，提升手机的低温性能，也算是善莫大焉了。先让东北老铁的手机抗冻一点，即便新能源车在雪地里趴窝，也不至于手机没电打不了救援电话，这也算是个进步！

最后再多说两句技术上的问题，这次用作有机正极的材料苯并二呋喃二酮（PBFDO），是华南理工大学黄飞教授团队于2022年发布的；这次的有机正极材料，也是天津大学许运华教授团队联合华南理工大学黄飞教授团队等单位，在苯并二呋喃二酮（PBFDO）基础上研制的。而苯并二呋喃二酮（PBFDO）的用途，显然不止锂电池正极这一种，它本质上是一种N型半导体，在晶体管、光伏上都有应用。所以这又是一个，基础创新推动上层创新的故事，而未来潜在的发明，还多着呢！

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