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電池抗凍又耐熱？全靠這種新型負極材料
2022年06月08日 10:54:18
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：5571
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，電池更被認為是電動汽車進一步發(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——溫度適應性。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】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，電池更被認為是電動汽車進一步發(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——溫度適應性。
目前市面上被廣泛使用的電池產(chǎn)品在應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，也間接導致了冬季電動車無法正常啟動或是續(xù)航下降，只能手機自動關(guān)機，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)化為化學能，而放電的過程是將儲存的化學能通過反應轉(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、負極、電解液來實現(xiàn)的。例如當環(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，電化學反應速度放慢，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極材料的發(fā)展上。
而就在最近，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院唐永炳研究員團隊研發(fā)出了一種全新的負極材料——新型鋁基復合負極材料。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到-70℃，最高工作溫度高達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，由于鋁基復合負極材料在優(yōu)異的導電能力以及運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，新型鋁基復合負極材料并不需要搭配納米級的正極材料才能適應低溫環(huán)境工作，因此成本也更低廉。相信，未來隨著相關(guān)技術(shù)的進一步成熟以及新型電池規(guī)模化生產(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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