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電池抗凍又耐熱？全靠這種新型負(fù)極材料

2022-06-08 18:11:07來源：化工儀器網(wǎng) 閱讀量：125 評論

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導(dǎo)讀：電池作為一種生活中常見的儲能產(chǎn)品，為我們帶來了非常多的便利，甚至在如今新能源汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的背景下，電池更被認(rèn)為是電動汽車進(jìn)一步發(fā)展的重要突破口之一。

　　電池作為一種生活中常見的儲能產(chǎn)品，為我們帶來了非常多的便利，甚至在如今新能源汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的背景下，電池更被認(rèn)為是電動汽車進(jìn)一步發(fā)展的重要突破口之一。而就是這樣一種我們熟悉且常見的產(chǎn)品，卻有著一個人盡皆知的缺陷——溫度適應(yīng)性。
 
　　目前市面上被廣泛使用的電池產(chǎn)品在應(yīng)對極端天氣時都會或多或少地出現(xiàn)一些問題，例如夏天經(jīng)常出現(xiàn)的電池鼓包情況，冬天經(jīng)常出現(xiàn)的充放電異常情況等等，而這些出現(xiàn)在電池上的問題，也間接導(dǎo)致了冬季電動車無法正常啟動或是續(xù)航下降，只能手機(jī)自動關(guān)機(jī)，夏季電動車在戶外停放后出現(xiàn)自然等情況的產(chǎn)生。
 
　　而出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因，其實都離不開一個核心問題——材料制約。
 
　　為什么電池低溫變磚、高溫鼓包？為什么高低溫工作環(huán)境均會加速電池老化？其實這和電池的工作原理有著密切的聯(lián)系。電池儲能的過程是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而放電的過程是將儲存的化學(xué)能通過反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能。而這些過程都是通過構(gòu)成電池的三個主要部分——正極、負(fù)極、電解液來實現(xiàn)的。例如當(dāng)環(huán)境溫度低于正常工作時，電解液粘度大，電池的內(nèi)阻加大，電化學(xué)反應(yīng)速度放慢，極化內(nèi)阻迅速增加，電池的放電容量下降，功率和能量輸出也隨之受到影響。
 
　　那么如何解決這些問題呢？答案自然也在材料上，理論上，電池的材料決定了電池的容量以及對于溫度的適應(yīng)能力，不過目前電池的正極材料相關(guān)技術(shù)已非常成熟，想要尋求突破，以現(xiàn)階段的科研水平難度較高，因此更多研究項目將目光集中在負(fù)極材料的發(fā)展上。
 
　　而就在最近，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院唐永炳研究員團(tuán)隊研發(fā)出了一種全新的負(fù)極材料——新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料。這種材料可以與商用鋰離子電池正極材料匹配，針對不同應(yīng)用場景開發(fā)電池產(chǎn)品，而目前成功開發(fā)出的新型錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元電池等新型鋰離子電池產(chǎn)品，最低工作溫度可以達(dá)到-70℃，最高工作溫度高達(dá)80℃，做到了抗凍又耐熱。
 
　　更重要的一點是，這種對于溫度適宜性上的提升，并不會犧牲電池原本的容量，甚至還能帶來提升。據(jù)悉，由于鋁基復(fù)合負(fù)極材料在優(yōu)異的導(dǎo)電能力以及運(yùn)用該材料的新型鋰離子電池所具備的更高的能量密度，這種新型電池具備快充性能的同時還能做到長續(xù)航。
 
　　而與目前現(xiàn)有的低溫電池相比，新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料并不需要搭配納米級的正極材料才能適應(yīng)低溫環(huán)境工作，因此成本也更低廉。相信，未來隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步成熟以及新型電池規(guī)?；a(chǎn)線的部署，這種新型材料或許能夠推動新型電池產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，將抗凍又耐熱的電池推向多個領(lǐng)域。
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