研究团队表示,这种全天候电解液为“突破电池功率和能量密度上限提供了一条充满希望的途径”。
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这种新型电解液有望推动锂电池的升级,使其在多种环境下都能更高效运行,包括为电动汽车提供动力的电池。
中国科学家研发出一种全天候电解液,可对锂电池进行改进,使其在室温及极端环境下均能更高效运行。
来自上海和天津的研究团队表示,在室温下,使用氢氟碳化合物基电解液制成的电池,其能量密度是传统电解液电池的两倍多。
他们还表示,这种电池在零下70摄氏度(零下94华氏度)的环境中仍能高效运行。
这一成果为研发续航更长、更适应多种工作温度和环境的锂电池奠定了基础——从在不同气候条件下为电动汽车提供动力,到在太空中运行均可适用。
该团队在上个月发表于同行评审期刊《自然》的论文中公布了研究成果,称氢氟碳化合物电解液“为突破电池功率和能量密度上限提供了一条充满希望的途径”。
上海空间电源研究所研究员、研究作者李勇表示:“对于相同质量的锂电池,其室温储能容量提升了两到三倍。”
李勇向官方部委报纸《科技日报》表示,这有望将电动汽车的续航里程从500-600公里(310-372英里)提升至1000公里(621英里)。
据报道,该电解液还可提升手机、无人机、机器人和航天器在极寒环境下的性能。
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科学家表示,在室温下,使用该电解液制成的电池,其能量密度是传统电解液电池的两倍多。
电解液是一种化学介质,能够使离子在电池的正负极之间传输。
研究团队表示,过去几十年来,传统锂基电池电解液主要由氧氮化合物组成,这是因为它们在溶解锂盐方面效果显著。
然而,这些电解液的电荷传输能力有限,导致其在快速充电或低温性能方面存在挑战,既限制了效率,也可能引发安全隐患。
来自南开大学和上海空间电源研究所(隶属于中国航天科技集团)的研究人员,找到了一种合成锂金属电池用氟基电解液的方法,这种电解液具有粘度降低、稳定性提升和低温性能更好的特点。
研究团队使用其制备的一种氢、氟、碳基电解液,制造出锂金属软包电池,其室温能量密度超过700瓦时/千克,在零下50摄氏度时仍能达到400瓦时/千克。
据《科技日报》报道,相比之下,传统锂电池的室温能量密度约为300瓦时/千克,在零下20摄氏度时会降至150瓦时/千克左右。
该团队在论文中表示,即使在零下70摄氏度的环境中,其电解液仍能保持高效率和稳定循环。
尽管该电解液在室温和低温下表现出高性能,但研究团队表示,要提升其高温性能仍有问题需要解决。
他们表示,如果能提高电解液的沸点,其有望实现“潜在的全气候应用”。
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