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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 點擊量：6833
如今，電池已經是我們生活中重要的一類產品，尤其是對于依賴移動用電的產品來說，電池作為儲能設備幾乎是這些產品的“命脈”，直接決定了產品的續航，同時電池的重量還會間接影響這些產品的實用性。也正因如此，電池技術面臨的瓶頸許多時候是限制科技產業發展的原因之一。
【化工儀器網 行業百態】如今，電池已經是我們生活中重要的一類產品，尤其是對于依賴移動用電的產品來說，電池作為儲能設備幾乎是這些產品的“命脈”，直接決定了產品的續航，同時電池的重量還會間接影響這些產品的實用性。也正因如此，電池技術面臨的瓶頸許多時候是限制科技產業發展的原因之一。
而在目前存在的電池技術難題中，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境下，電池穩定性會有所下降，因此無法適應較極端環境下的使用需求。像冬天我們手機的異常關機、充電變慢等情況基本也是這類問題導致的。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的普及，影響就更為深遠了。
而就在最近，這個問題似乎又得到了新的解決方案。浙江大學材料科學與工程學院范修林研究員團隊與國內外科研人員合作，從電解液的特性著手，設計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℃的超寬溫區內進行可逆地充放電，并且在室溫環境下有不錯的快速充放電表現。
而該成果的一個重要突破在于解決過去電解液存在的一個難題——無法實現同時具備有效的電解液-電極界面膜、寬溫域內高離子電導率和快速離子傳輸動力學。過去的研究認為，由于電解液的高離子電導率需要溶劑具備高鋰離子溶劑化能，而生成無機的電解液-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實現高離子電導率和陰離子衍生的電解液-電極界面膜。
浙大團隊則通過建立一套溶劑篩選原則，從幾萬種溶劑中，篩選寬溫域內快速鋰離子動力學的潛在溶劑，并從中尋找到23種目標材料，完成了這個過去看起來“不可能完成的任務”，制作出了新型電解液。
根據相關檢測數據顯示，在25℃室溫下新型電解液的離子導電率可以達到傳統商用電解液的4倍，即便在-70攝氏度的低溫環境下，也能高出商用電解液3個數量級。更進一步的說，就是符合目前極地科考、空間探測、海底勘探等領域對于電池的理想需求。
而根據浙大此前公開的消息，目前這項技術已經開始與企業展開合作，并且嘗試在鉀離子電池與鈉離子電池等領域開展更深入的研究，更好的落實民用市場，推動綠色能源產業發展。我們有理由相信，這一天不會太遠。
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