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加州大学工程师开发出新锂离子电池 可在极冷和酷热条件下表现良好

07-05 盖世汽车网
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盖世汽车讯 据外媒报道,加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)的工程师采用新电解质开发出新锂离子电池,可在极冷和酷热的条件下表现良好,同时还能储存大量能量。这是因为新电解质不仅在具有较宽的工作温度范围,且用途广泛、坚固耐用,此外还能与高能阳极和阴极兼容。

加州大学工程师开发出新锂离子电池 可在极冷和酷热条件下表现良好

图片来源:加州大学圣地亚哥分校

这种电池可使电动汽车一次充电后,在寒冷天气下也可以行驶地更远。加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院(Jacobs School of Engineering)纳米工程教授、该研究的资深作者陈政(Zheng Chen)说,新电池还可以减少对冷却系统的需求,以防止车辆的电池组在炎热气候下过热。

同时兼任加州大学圣地亚哥分校可持续电力和能源中心的教员陈政解释说:“您需要在环境温度达到三位数且道路变得更热的区域进行高温操作。在电动汽车中,电池组通常位于车辆的底板下,会非常靠近炎热道路。此外,电池在运行过程中会因电流通过而升温。如果电池不能承受高温下的这种升温,它们的性能将迅速下降。”

在测试中,该概念验证电池在-40和50℃下分别保留了87.5%和115.9%的能量容量,同时还分别具有98.2%和98.7%的高库仑效率,这意味着电池在停止工作之前可以进行更多的充放电循环。

加州大学工程师开发出新锂离子电池 可在极冷和酷热条件下表现良好

图片来源:加州大学圣地亚哥分校

陈政及其同事开发的电池之所以有如此高的性能是因为采用了新的电解质。该电解质由二丁醚与锂盐混合而成的液体溶液制成。二丁醚的一个特点是其分子与锂离子的结合较弱。换句话说,当电池运行时,电解质分子很容易释放锂离子。研究人员在之前的一项研究中发现,这种微弱的分子相互作用可以提高电池在零下温度下的性能。此外,由于高温下液态沸点为141℃,因此二丁醚很容易吸收热量。

稳定锂硫化学物质

这种电解质的另一个特别之处在于它与锂硫电池兼容,锂硫电池是一种可充电电池,其阳极由锂金属制成,阴极由硫制成。锂硫电池因具有更高的能量密度和更低的成本,被认为是下一代电池技术的重要组成部分。锂硫电池每公斤存储的能量是当今锂离子电池的两倍。

加州大学工程师开发出新锂离子电池 可在极冷和酷热条件下表现良好

图片来源:加州大学圣地亚哥分校

研究人员测试的电池比典型的锂硫电池具有更长的循环寿命。陈政称:“我们的电解质有助于改善阴极侧和阳极侧,同时提供高导电性和界面稳定性。”

该团队还通过将硫阴极接枝到聚合物上来设计更稳定的硫阴极,从而防止更多的硫溶解到电解液中。未来,研究人员还将扩大电池化学成分、优化电池以使其在更高的温度下工作,以及进一步延长循环寿命。

加州大学工程师开发出新锂离子电池 可在极冷和酷热条件下表现良好

(责任编辑:崔晨)
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