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負70度超低溫高能量密度可充鋰金屬電池能否替代現有低溫電池?

負70度超低溫高能量密度可充鋰金屬電池能否替代現有低溫電池?

發(fā)布人:Jay 發(fā)布時間:2021-08-20 瀏覽次數:3973

導讀:復旦大學化學系夏永姚教授團隊通過優(yōu)化設計共溶劑電解液體系,成功實現了超低溫-70 ℃條件下的高能量密度可充鋰金屬電池。


低溫電池已經逐漸成為了一個運用趨勢,先不說比較寒冷的地區(qū),即使是溫暖地帶也是有低溫電池的需要,比如冷凍庫。當前商業(yè)化的鋰離子電池主要使用碳酸酯類電解液,該類電解液在低溫下黏度增大,甚至部分凝固,導致離子電導率急劇下降,這大大限制了鋰離子電池的低溫性能,制約了鋰離子電池在航空航天、軍工、電動車等領域的廣泛應用。


復旦大學化學系夏永姚教授團隊通過優(yōu)化設計共溶劑電解液體系,成功實現了超低溫-70 ℃條件下的高能量密度可充鋰金屬電池。這個時候是不是有很多人會說那豈不是可以替代現有低溫電池了?我們先來看看這個負70度超低溫高能量密度可充鋰金屬電池是怎么一回事。


負70度超低溫高能量密度可充鋰金屬電池參數


通過向高濃度電解液中引入低黏度的電化學惰性的稀釋劑(5m 雙三氟磺酰亞胺鋰/乙酸乙酯+二氯甲烷,體積比1:4),所得電解液體系不僅保留了高濃度電解液具有的寬電壓窗口,還解決了高鹽濃度帶來的高粘度難題。


綜合利用光譜表征技術、分子動力學模擬及第一性原理等分析手段,揭示了電解液特殊的共溶劑結構,鋰鹽與乙酸乙酯的溶劑化層結構并未受到稀釋劑二氯甲烷的影響,這保證了該電解液具有較寬的電壓穩(wěn)定窗口(0-4.85V),低溫(-70℃)下保持較低的粘度(0.35Pas)和較高的離子電導率(達0.6 mS cm-1),并且表現出對金屬鋰的化學和電化學穩(wěn)定性。


基于此電解液組裝得到的金屬鋰電池在超低溫-70℃時有較高的容量保持率(常溫容量的69%)。根據電池正負極活性物質質量之和,電池體系在超低溫時依然表現出較高的能量密度(178 Wh kg-1)和功率密度(2877 W kg-1)。這種電解液的設計不僅保證了優(yōu)異的電化學性能,還為極端工作溫度下的高能量密度電池體系提供了新的思路。


目前來說這種電池小編覺得安全性等沒有得到驗證,制造過程復雜,很長一段時間內是很難做到商業(yè)化量產的,要想替代現有的低溫電池還有相當長的一段路要走,而且低溫電池廠家格瑞普研發(fā)的低溫電池最低可達到負50度,在很多行業(yè)領域是完全足夠使用的。


總結:以上就是鋰電池廠商格瑞普為大家?guī)碡?0度超低溫高能量密度可充鋰金屬電池能否替代現有低溫電池的介紹。


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