工作溫度介於 50°C 至 -40°C,新一代鋰電池極寒極熱都可承受

作者 | 發布日期 2022 年 07 月 06 日 16:00 | 分類 能源科技 , 鋰電池 , 電力儲存 Telegram share ! follow us in feedly


許多電池都經不起惡劣天氣條件,但最近美國科學家研發出上至 50°C、下至 -40°C,酷熱嚴寒都能良好運作,還可儲存大量能量的電池。

一般鋰離子電池的工作溫度範圍為 15°C~35°C,溫度過高或過低都會讓電池無法工作,另外電池在充放電過程中也會放熱,高溫使得電池膨脹和爆炸的可能性更高,對於電動車來說,電池的冷卻系統與散熱方式重要性不言而喻。

尤其夏季柏油路面溫度超高,加州大學聖地牙哥分校奈米工程教授 Zheng Chen 表示,電動車電池組通常位於腳踏底下,更接近炙熱的路面,運作中的電池也會因為電流而升溫,假如電池無法承受高溫,性能就會迅速下降。

如今團隊研發的概念驗證(proof-of-concept)電池,-40°C 和 50°C 分別保留 87.5% 和 115.9% 容量,上述溫度下,庫倫效率高達 98.2% 和 98.7%。

團隊祕方是採用耐熱又耐寒的電解質,為二丁醚與鋰鹽混合液體溶液,二丁醚特色在較不容易跟鋰離子結合,因此電池運作時電解質易釋放鋰離子。過去研究也發現,這種微弱分子交互作用可提高電池零下溫度時性能,且二丁醚也很容易吸收熱量。

這種電解質也能應用在鋰硫電池。鋰硫電池的儲電容量是鋰離子電池的兩倍,電動車續航里程將翻倍,且與現在鋰離子電池使用的鈷金屬相比,硫的來源更豐富且問題更少,進而減輕環境壓力。而團隊測試的電池比典型的鋰硫電池具有更長的循環壽命,研究下一步將擴大電池化學成分、最佳化電池以使其在更高的溫度下工作以及進一步延長循環壽命。

(首圖來源:加州大學聖地牙哥分校