鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:481次 | 2021年12月11日
中美共同開發(fā)新的電解質(zhì)添加劑 可擴(kuò)大鋰離子電池的工作溫度范圍
中國和美國的科學(xué)家一同開發(fā)了一種電解質(zhì)材料添加劑,據(jù)了解,這種添加劑可以擴(kuò)大鋰離子電池的工作溫度范圍,使電池可在-40℃的溫度下工作,60℃的高溫下也不會(huì)影響性能。
這項(xiàng)研究是由美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室(PacificNorthwestNationalLaboratory)的科學(xué)家實(shí)現(xiàn)的。研究小組發(fā)現(xiàn),通過調(diào)整電解液中不同添加劑的體積,他們可以開發(fā)出在-40℃到60℃的溫度下仍能保持良好性能的鋰離子電池。
這項(xiàng)工作重點(diǎn)在于五種電解質(zhì)添加劑的不同組合的使用。從中發(fā)現(xiàn)了有三種化合物添加劑可形成最佳組合,這一組合在-40℃時(shí)可以提高放電性能,在60℃時(shí)能略微改善循環(huán)的穩(wěn)定性。在25℃時(shí),電池在1000次循環(huán)后能夠保持85%以上的容量。該研究小組在《美國化學(xué)學(xué)會(huì)應(yīng)用材料與界面》雜志上發(fā)表的一篇論文中描述了這種方法,該論文構(gòu)建了堅(jiān)固的電極/電解質(zhì)界面,使鋰離子電池能夠在溫度上應(yīng)用廣泛。
性能的提高歸功于電解質(zhì)添加劑在陽極和陰極表面形成保護(hù)層的方式,這種方式有助于防止電解液在運(yùn)行過程中降解,而用熔點(diǎn)范圍更廣的材料制作的這種保護(hù)層,有助于提高電池的溫度范圍。
鋰電池以及大多數(shù)其他類型的電池在寒冷的環(huán)境中會(huì)喪失性能和容量。雖然電動(dòng)汽車或固定電池需要在零下40℃工作的情況并不多見,但在一般常見的溫度下,擴(kuò)大電池的整體溫度范圍也有利于提高電池的性能。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
該團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)集中在基于鎳鈷鋁陽極和石墨陰極的囊細(xì)胞上,這種化學(xué)成分受到特斯拉和其他電池制造商的青睞。但是目前還不清楚,同樣的添加劑是否可以用于改善其他流行的電池化學(xué)成分的性能,如磷酸鐵鋰(LFP)或鎳鈷錳酸鋰(NMC)。