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负70度超低温高能量密度可充锂金属电池能否替代现有低温电池?

2019-12-27

导读:复旦大学化学系夏永姚教授团队通过优化设计共溶剂电解液体系,成功实现了超低温-70 ℃条件下的高能量密度可充锂金属电池。


低温电池已经逐渐成为了一个运用趋势,先不说比较冰冷的地区,即使是温暖地带也是有低温电池的需要,比如冷冻库。当前商业化的锂离子电池主要使用碳酸酯类电解液,该类电解液在低温下黏度增大,甚至部分凝固,导致离子电导率急剧下降,这大大限制了锂离子电池的低温性能,制约了锂离子电池在航空航天、军工、电动车等领域的广泛应用。


复旦大学化学系夏永姚教授团队通过优化设计共溶剂电解液体系,成功实现了超低温-70 ℃条件下的高能量密度可充锂金属电池。这个时候是不是有很多人会说那岂不是可以替代现有低温电池了?大家先来看看这个负70度超低温高能量密度可充锂金属电池是怎么一回事。


负70度超低温高能量密度可充锂金属电池参数


通过向高浓度电解液中引入低黏度的电化学惰性的稀释剂(5m 双三氟磺酰亚胺锂/乙酸乙酯+二氯甲烷,体积比1:4),所得电解液体系不仅保留了高浓度电解液具有的宽电压窗口,还解决了高盐浓度带来的高粘度难题。


综合利用光谱表征技术、分子动力学模拟及第一性原理等分析手段,揭示了电解液特殊的共溶剂结构,锂盐与乙酸乙酯的溶剂化层结构并未受到稀释剂二氯甲烷的影响,这保证了该电解液具有较宽的电压稳定窗口(0-4.85V),低温(-70℃)下保持较低的粘度(0.35Pas)和较高的离子电导率(达0.6 mS cm-1),并且表现出对金属锂的化学和电化学稳定性。


基于此电解液组装得到的金属锂电池在超低温-70℃时有较高的容量保持率(常温容量的69%)。根据电池正负极活性物质质量之和,电池体系在超低温时依然表现出较高的能量密度(178 Wh kg-1)和功率密度(2877 W kg-1)。这种电解液的设计不仅保证了优异的电化学性能,还为极端工作温度下的高能量密度电池体系提供了新的思路。


目前来说这种电池小编觉得安全性等没有得到验证,制造过程复杂,很长一段时间内是很难做到商业化量产的,要想替代现有的低温电池还有相当长的一段路要走,而且低温电池厂家格瑞普研发的低温电池最低可达到负50度,在很多行业领域是完全足够使用的。


总结:以上就是锂电池厂商格瑞普为大家带来负70度超低温高能量密度可充锂金属电池能否替代现有低温电池的先容。


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