每(mei)經編輯(ji)｜畢陸名

據科技日報1月24日消息，美國康奈爾大學科學家研制出一款新型鋰電池，可在5分鐘內完成充電，速度快于市場上其他同類電池，且歷經數千次充放電循環后仍能保持性能穩定，有望緩解電動車駕駛員的“里程焦慮”。相關論文發表于最新一期《焦耳》雜志。

鋰(li)(li)離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池是目前最(zui)受(shou)歡(huan)迎的為電(dian)(dian)(dian)(dian)動汽(qi)車和智能手機(ji)供電(dian)(dian)(dian)(dian)的方式之(zhi)一。鋰(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)池重量輕、可靠且(qie)相(xiang)對節(jie)能，但它(ta)們(men)(men)往往需(xu)要數小時(shi)才(cai)能完(wan)(wan)成(cheng)充電(dian)(dian)(dian)(dian)，而且(qie)缺乏處理(li)大電(dian)(dian)(dian)(dian)涌的能力。在(zai)最(zui)新(xin)研(yan)究中，科(ke)學家們(men)(men)確定了一種獨特的銦陽極(ji)材(cai)料(liao)，它(ta)可與鋰(li)(li)離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池內的陰極(ji)材(cai)料(liao)有(you)效配對。在(zai)此基礎上，他們(men)(men)制造出了一種能在(zai)5分鐘快速完(wan)(wan)成(cheng)充電(dian)(dian)(dian)(dian)且(qie)緩慢放電(dian)(dian)(dian)(dian)的電(dian)(dian)(dian)(dian)池。

圖片來源：視覺中國

研究人員解釋說，為設計出最新電池，他們專注于電化學反應動力學，確定銦是一種極具潛力的快速充電材料。銦是軟金屬，主要用于制造觸摸屏顯示器和太陽能電池板的氧化銦錫涂層，也被用作低溫焊料中鉛的替代品。

此(ci)項創新的關鍵在于，使(shi)(shi)電(dian)池陽極(ji)處的金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)自由移動，找到正(zheng)確的配置，然后才參與電(dian)荷(he)存(cun)儲反應。如此(ci)一來，在每個(ge)充(chong)電(dian)周期(qi)，電(dian)極(ji)都(dou)處于穩(wen)定(ding)狀態，從而使(shi)(shi)新電(dian)池在數(shu)千個(ge)充(chong)放電(dian)周期(qi)保持穩(wen)定(ding)。

近來，我國(guo)科學家對鋰電池研究也有最(zui)新進展。

據中國(guo)能源網2023年(nian)12月(yue)4日報道，2023年(nian)11月(yue)16日，在第25屆中國(guo)國(guo)際(ji)高新(xin)技(ji)(ji)術成果交易會上，一款由中國(guo)科學院深圳先進(jin)(jin)技(ji)(ji)術研究(jiu)院（以下簡稱“深圳先進(jin)(jin)院”）最新(xin)研發的新(xin)型鋰離子電池，可經受“冰(bing)火兩(liang)重天”考(kao)驗，引發業(ye)內(nei)關注。

深圳先進院副研究員張帆向《中國能源報》記者介紹，團隊歷時10年研發(fa)，現已量產出我國首款寬溫(wen)域、低成本、長壽命的電芯(xin)產品——新型鋁(lv)基(ji)鋰離(li)子電池，其最(zui)低工作(zuo)溫(wen)度可達(da)零(ling)下70攝氏度，最(zui)高(gao)工作(zuo)溫(wen)度可達(da)零(ling)上80攝氏度。

據了解，受材料限制，傳統(tong)鋰(li)(li)離子電池(chi)(chi)的充電工作溫(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)0攝氏度(du)(du)至(zhi)45攝氏度(du)(du)、放電工作溫(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)零下20攝氏度(du)(du)至(zhi)零上60攝氏度(du)(du)。在(zai)低溫(wen)(wen)環境中，傳統(tong)鋰(li)(li)離子電池(chi)(chi)會出現容量(liang)衰(shuai)減(jian)、循環壽命縮短、充電困難等問題。而我(wo)國幅員遼闊，氣溫(wen)(wen)隨地(di)域和季節變(bian)化較大，傳統(tong)鋰(li)(li)離子電池(chi)(chi)使用范圍容易受到(dao)限制。

另據中(zhong)國(guo)科學院化(hua)學研究所2023年12月(yue)消(xiao)息，中(zhong)國(guo)科學院化(hua)學研究所分(fen)子納米(mi)結構與納米(mi)技術院重點實(shi)驗室郭玉國(guo)課(ke)題組，致(zhi)力于硅基負極材料(liao)及其適(shi)配的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)解(jie)質材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)開發(fa)工作。近期，該課(ke)題組提(ti)出了(le)選(xuan)(xuan)擇性(xing)(xing)(xing)溶解(jie)策略(lve)，通過(guo)控制電(dian)解(jie)液中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)溶劑(ji)供體數（DN），實(shi)現了(le)對SEI中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)低分(fen)子量的(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)合物(wu)和(he)(he)有機鋰鹽組分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)擇性(xing)(xing)(xing)溶解(jie)，保留了(le)有較(jiao)高(gao)彈性(xing)(xing)(xing)形變能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)氟化(hua)鋰和(he)(he)聚(ju)碳酸酯組分(fen)，構筑了(le)具有良好彈性(xing)(xing)(xing)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)SEI。電(dian)化(hua)學測試(shi)結果(guo)表明，這一策略(lve)有效(xiao)提(ti)升了(le)純微(wei)米(mi)硅負極的(de)(de)(de)(de)(de)循環穩定性(xing)(xing)(xing)。該團(tuan)隊(dui)通過(guo)系統研究具有不同DN值溶劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)解(jie)液中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)擇性(xing)(xing)(xing)溶解(jie)效(xiao)應，歸納總結了(le)電(dian)解(jie)液溶劑(ji)DN值與SEI組分(fen)之間的(de)(de)(de)(de)(de)構效(xiao)原理。上述成果(guo)為(wei)未來(lai)適(shi)用于高(gao)容(rong)量和(he)(he)大體積變化(hua)電(dian)極材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)解(jie)液開發(fa)提(ti)供了(le)重要指導。

每日(ri)經濟新聞(wen)綜合科技日(ri)報、中國(guo)能源網、中國(guo)科學院化學研究(jiu)所

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