-79℃鋰電池還能放電？神奇的“防護衣”問世

2024年05月24日 16:00:58來源：化工儀器網點擊：8871

　　【化工儀器網項目成果】在科技日新月異的今天，鋰電池作為現代電子設備的核心動力源，在各個領域中發揮著不可替代的作用。然而，在極端的氣候條件下，尤其是處在低溫環境中，往往對鋰電池的性能構成巨大的挑戰。因此，如何保障鋰電池在低溫環境中高效工作極其重要。

　　據悉，清華大學化學工程系一研究課題組近日研發出電場輔助超分子自組裝層技術，該技術摒棄了傳統電解液設計方式，仿佛給鋰電池穿上一個穿脫自如的智能防護衣，有望解決冬季電動車故障頻發問題。相關研究成果日前發表在國際學術期刊《能源與環境科學》雜志上。

　　鋰離子電池因壽命長、比容量大、無記憶效應等優點，在市場上有廣泛應用。然而，其在低溫下性能下降的問題一直未能徹底解決，導致冬天手機“凍”關機、電動車“趴窩”等現象時有發生。

　　該研究課題組負責人介紹，當電池需要工作時，“防護衣”會自動套在鋰電池表面，形成一層致密的保護膜，不僅能防止電解液在高電壓下分解，還能加速鋰離子的傳輸，使電池在低溫下也能高效工作。當電池不工作時，“防護衣”又能自動脫下，讓電池恢復到常規狀態。在‘防護衣’作用下，鋰金屬電池在-79℃的低溫條件下仍可高效放電。

　　此外，該技術還將大大提升無人機性能。無人機等電動航空器對電池高比能、高功率和安全性提出了更高要求，特別是在嚴寒低溫環境下飛行時，容易出現電壓驟降、飛行動力不足，甚至墜機等情況。造成這些問題的“罪魁禍首”是電解液。傳統電解液低溫下容易凝固，在電極之間的“穿梭”變得困難，特別是當鋰離子從電解液到電極進行“跳躍”時阻力很大。

　　可以以電場輔助超分子自組裝層技術作為跳板，輔助加速鋰離子從電解液到電極的傳遞，從而提升鋰電池在低溫下的續航里程。實驗數據表明，該技術使無人機在-40℃也能高效飛行。

　　未來，隨著該技術的進一步發展，有望為寒冷地區的綠色出行和低空經濟發展注入新動力，廣泛應用于更多領域，產生更大的社會和經濟效益。

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