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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年03月01日 11:13:45
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：6769
如今，電池已經(jīng)是我們生活中重要的一類產(chǎn)品，尤其是對于依賴移動用電的產(chǎn)品來說，電池作為儲能設(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。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】如今，電池已經(jīng)是我們生活中重要的一類產(chǎn)品，尤其是對于依賴移動用電的產(chǎn)品來說，電池作為儲能設(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，因此對于電動汽車在部分地區(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。更進(jìn)一步的說，就是符合目前極地科考、空間探測、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，推動綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我們有理由相信，這一天不會太遠(yuǎn)。
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