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【中国青年报】中科院团队破解锂电池耐热抗冻难题

2022-05-25 中国青年报 张茜 丁宁宁
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  耐热抗冻、充电快速、成本还低,这样的锂电池存在吗?记者从中国科学院深圳先进技术研究院获悉,该院碳中和(筹)研究所唐永炳研究员团队的一项新型锂离子电池技术,于2022年5月24日完成了规模化量产。该团队表示,这是我国首款具有宽温域、低成本、长寿命的电芯产品。

  从汽车到电子产品,锂离子电池早已渗透到人们生活当中,为衣食住行提供“动力”。据工信部赛迪研究院近日发布的《2021中国锂电产业发展指数白皮书》显示,我国已连续5年成为全球最大的锂电池消费市场。

  然而,受电池关键材料的限制,目前锂离子电池的一大局限是,在0℃以下的低温条件下难以充电,而在50℃以上的高温条件下,安全性又难以保障。我国幅员辽阔,气温随地域和季节变化大,北方地区冬季温度可以低至-40℃以下,而南方地区夏季地表温度高达50℃以上,冬季电动车无法启动、智能手机自动关机,夏季电动车自燃等情况频发。

  唐永炳研究员团队历时近10年,研发既抗冻又耐热的新型锂离子电池技术。据介绍,该电池技术最低工作温度可以达到-70℃,最高工作温度高达80℃,低温与高温性能可以同时兼顾。

  新型电池“新”在何处?团队介绍,主要是从负极材料和电解液上下功夫。

  团队成员张帆介绍,目前电池的正极材料相关技术已接近“天花板”,要提升性能,负极材料尚有发展空间。为此,团队研发了一种新型铝基复合负极材料,通过与商用锂离子电池正极材料匹配,针对不同应用场景,成功研发出了新型锰酸锂、磷酸铁锂和三元电池等技术成果。

  “我们开发的电池除了耐热抗冻的特性以外,还具有高安全、长续航、快充和低成本的优势。”该团队成员张帆表示。

  团队介绍,研发成果还可以应用于光伏储能、家庭储能、轨道交通、航天航空、极地科考等领域,尤其适用于高寒地区及亚热带地区。

  据悉,相关研究成果已发表高水平SCI论文90余篇,一位国际储能材料及电化学专家在其综述论文中表示,该成果首次提出了双功能铝基负极的概念,匹配商业化正极如钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等,电池表现出优异的长循环稳定性,使得铝基电池具有巨大的应用潜力。

打印 责任编辑:阎芳

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