負(fù)70度超低溫高能量密度可充鋰金屬電池能否替代現(xiàn)有低溫電池?
導(dǎo)讀:復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系夏永姚教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)共溶劑電解液體系,成功實(shí)現(xiàn)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(jīng)逐漸成為了一個(gè)運(yùn)用趨勢(shì),先不說(shuō)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(kù)。當(dāng)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(dǎo)致離子電導(dǎo)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(dòng)車等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系夏永姚教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)共溶劑電解液體系,成功實(shí)現(xiàn)了超低溫-70 ℃條件下的高能量密度可充鋰金屬電池。這個(gè)時(shí)候是不是有很多人會(huì)說(shuō)那豈不是可以替代現(xiàn)有低溫電池了?我們先來(lái)看看這個(gè)負(fù)70度超低溫高能量密度可充鋰金屬電池是怎么一回事。
通過(guò)向高濃度電解液中引入低黏度的電化學(xué)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(lái)的高粘度難題。
綜合利用光譜表征技術(shù)、分子動(dòng)力學(xué)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(jié)構(gòu),鋰鹽與乙酸乙酯的溶劑化層結(jié)構(gòu)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(dǎo)率(達(dá)0.6 mS cm-1),并且表現(xiàn)出對(duì)金屬鋰的化學(xué)和電化學(xué)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(shí)有較高的容量保持率(常溫容量的69%)。根據(jù)電池正負(fù)極活性物質(zhì)質(zhì)量之和,電池體系在超低溫時(shí)依然表現(xiàn)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(shè)計(jì)不僅保證了優(yōu)異的電化學(xué)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(lái)說(shuō)這種電池小編覺(jué)得安全性等沒(méi)有得到驗(yàn)證,制造過(guò)程復(fù)雜,很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)是很難做到商業(yè)化量產(chǎn)的,要想替代現(xiàn)有的低溫電池還有相當(dāng)長(zhǎng)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(dá)到負(fù)50度,在很多行業(yè)領(lǐng)域是完全足夠使用的。
總結(jié):以上就是鋰電池廠商格瑞普為大家?guī)?lái)負(fù)70度超低溫高能量密度可充鋰金屬電池能否替代現(xiàn)有低溫電池的介紹。
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