张大妈

​-50℃也能高效放电!中国科学家取得锂电池技术新突破

源自公众号:科技日报

02-27 01:24

南开大学与中科院团队研发出一种新型锂电池技术,通过创新性的氟配位电解液,成功解决了锂金属电池在极寒环境下性能骤降的难题。该技术不仅大幅提升了室温能量密度,更实现了零下50℃条件下的高效放电,为新能源汽车、航空航天等关键领域的应用提供了全新的解决方案,具有重大应用前景。

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  • 打破延续两百年的‘氧配位’传统,首创氟配位电解液。

  • 室温能量密度高达700瓦时/公斤,实现高比能。

  • 在零下50℃的极寒环境中,仍能释放接近400瓦时/公斤能量。

  • 技术可应用于新能源汽车、机器人、航空航天等多个领域。

  • 该突破性成果已发表在国际顶级期刊《自然》上。

​-50℃也能高效放电!中国科学家取得锂电池技术新突破精华内容

传统锂电池在低温环境下性能衰减严重,限制了其在极端环境中的应用。一项来自中国科学家的突破性研究,正从根本上改变这一局面,为锂金属电池的广泛应用扫清了关键障碍。

技术瓶颈

长期以来,锂电池的发展遵循着“氧配位”的传统路径,即使用氧原子作为溶剂来溶解锂盐。然而,这种传统电解液在低温下会变得粘稠,离子传导能力急剧下降,导致电池无法有效充放电。这一瓶颈使得电动汽车在冬季面临续航里程大幅缩水的问题,也限制了电池在极地、高空等极端环境下的应用,成为高比能电池发展的关键制约因素。

核心突破

研究团队另辟蹊径,彻底摆脱了对“氧配位”的依赖,创新性地设计了“氟配位”的新型电解液。其核心在于用化学性质更活泼的氟原子取代氧原子来溶解锂盐。这一改变显著提升了溶剂的利用率,构建了一个全新的、高效的离子传输网络,从源头上解决了低温环境下离子传导缓慢的根本问题。

性能跃升

新技术的成果是惊人的。基于氟配位电解液研制出的锂金属电池,在室温条件下能量密度高达700瓦时/公斤,远超现有商用锂电池水平。更关键的是,在零下50摄氏度的极寒环境中,该电池仍能释放出接近400瓦时/公斤的高能量。这一实测数据证实了其在极端低温下卓越的放电能力,实现了性能上的巨大飞跃。

应用前景

这项技术的潜力是巨大的。它能够有效缓解新能源汽车用户的冬季续航焦虑。同时,它也为具身智能机器人、低空飞行器等新兴领域提供了可靠的能源保障。更重要的是,它解决了我国在极寒地区科考、国防设备以及航空航天等战略领域对高性能储能电池的迫切需求,具有广阔且深远的应用价值。

这项氟配位电解液技术不仅是基础科学研究的重大进展,更精准地切中了产业应用的痛点。它为下一代高性能电池的发展指明了新方向。随着技术的成熟与落地,未来的能源格局将会发生怎样的改变?

内容由AI生成
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