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浙江大学团队研发新电池技术,改善电动汽车在极端天气下的性能

来源:IT之家
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IT之家 3 月 2 日消息,电动汽车所用电池面临的一个挑战是,容易受到温度因素的影响。冬季的低温会减缓电动汽车电池的化学反应,延长充电时间,减少锂离子电池的电量;而在炎热的夏季,环境温度过高也会大大减少行驶里程。

来自浙江大学材料科学与工程学院的博士生导师范修林带领团队,让电解液同时具有高离子导电率、低溶解能力和低熔点等特性,并形成阴离子衍生的无机界面(anion-derived inorganic interphase)。团队认为这种溶剂能使锂离子电池同时实现高能量密度、快速充电和宽工作温度范围。

研究人员认为,改善电解质质量的最佳方法之一是使用溶解能低的小型溶剂,这种溶剂可以改变锂离子在电解质中的移动方式,从而提高电导率并加快充电速度。

研究人员使用了一种名为氟乙腈(FAN)的溶剂,他们认为这种溶剂能使锂离子电池同时实现高能量密度、快速充电和宽工作温度范围。

科学团队使用次级溶剂化鞘的微小溶剂,析出主要溶剂鞘中的 Li + 离子,形成快速离子传导的配体通道。同时,低溶解能的小分子溶剂也使阴离子进入第一 Li + 离子溶剂鞘中,形成富含无机物的界面。

在 25°C 环境下,FAN 中的电解液中,1.3 M 的氟硫酰亚胺锂(LiFSI)表现出超高的离子导电性,达到 40.3 mS cm-1;即使在-70°C 下也可达到 11.9 mS cm-1,从而让 4.5 V 的石墨 ||LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 电池(1.2 Ah,2.85 mAh cm-2)在-65°C 下也能实现高可逆性(0.62 Ah)的充放电。

IT之家附上论文参考

  • Lu, D., Li, R., Rahman, M.M. et al. Ligand-channel-enabled ultrafast Li-ion conduction. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07045-4

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