全球清潔能源革命持續(xù)推進(jìn),鋰離子電池以其高能量密度、長(zhǎng)壽命、無(wú)記憶效應(yīng)和低自放電率等優(yōu)勢(shì)需求激增。然而,鋰離子電池的充電速度、工作溫度、安全性仍是制約其進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。
浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院范修林研究員團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一款新型電解液,既能支持高比能鋰離子電池在-70℃到60℃的超寬溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行可逆地充放電,又可以使高能量密度鋰離子電池在10分鐘內(nèi)完成快速充放電。研究成果于29日在國(guó)際期刊《自然》刊發(fā)。
據(jù)介紹,在鋰離子電池中實(shí)現(xiàn)快充,電解液的特性至關(guān)重要。電解液的高離子電導(dǎo)率需要溶劑具備高鋰離子溶劑化能,而生成無(wú)機(jī)的電解液-電極界面膜則需要電解液溶劑具有低鋰離子溶劑化能。因此,目前的電解液幾乎不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高離子電導(dǎo)率和陰離子衍生的電解液-電極界面膜。
相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)表明,范修林團(tuán)隊(duì)提出的新型電解液在25℃室溫下的離子電導(dǎo)率是商用電解液的4倍,在-70℃時(shí)高于商用電解液3個(gè)數(shù)量級(jí)以上。“同等條件下,我們?cè)O(shè)計(jì)的鋰離子電池,能夠?qū)崿F(xiàn)10分鐘完成八成充電量,展現(xiàn)出超快的離子傳輸行為。”范修林介紹,快充性能優(yōu)異,也意味著鋰離子電池的低溫充放電性能較為優(yōu)異。
談及未來(lái)應(yīng)用方向,范修林認(rèn)為,當(dāng)前電池可以率先在極地科考、空間探測(cè)、海底勘探等極端溫度情況中應(yīng)用。“我們的電解液設(shè)計(jì)原則不僅對(duì)極端工況下的鋰電池有效,對(duì)鈉離子電池和鉀離子電池也十分有效。”范修林說(shuō),“團(tuán)隊(duì)對(duì)新型鋰離子電池應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域很有信心。這項(xiàng)科研成果將更好地服務(wù)‘雙碳’目標(biāo),推動(dòng)能源綠色低碳發(fā)展。”
浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院范修林研究員團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一款新型電解液,既能支持高比能鋰離子電池在-70℃到60℃的超寬溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行可逆地充放電,又可以使高能量密度鋰離子電池在10分鐘內(nèi)完成快速充放電。研究成果于29日在國(guó)際期刊《自然》刊發(fā)。
據(jù)介紹,在鋰離子電池中實(shí)現(xiàn)快充,電解液的特性至關(guān)重要。電解液的高離子電導(dǎo)率需要溶劑具備高鋰離子溶劑化能,而生成無(wú)機(jī)的電解液-電極界面膜則需要電解液溶劑具有低鋰離子溶劑化能。因此,目前的電解液幾乎不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高離子電導(dǎo)率和陰離子衍生的電解液-電極界面膜。
相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)表明,范修林團(tuán)隊(duì)提出的新型電解液在25℃室溫下的離子電導(dǎo)率是商用電解液的4倍,在-70℃時(shí)高于商用電解液3個(gè)數(shù)量級(jí)以上。“同等條件下,我們?cè)O(shè)計(jì)的鋰離子電池,能夠?qū)崿F(xiàn)10分鐘完成八成充電量,展現(xiàn)出超快的離子傳輸行為。”范修林介紹,快充性能優(yōu)異,也意味著鋰離子電池的低溫充放電性能較為優(yōu)異。
談及未來(lái)應(yīng)用方向,范修林認(rèn)為,當(dāng)前電池可以率先在極地科考、空間探測(cè)、海底勘探等極端溫度情況中應(yīng)用。“我們的電解液設(shè)計(jì)原則不僅對(duì)極端工況下的鋰電池有效,對(duì)鈉離子電池和鉀離子電池也十分有效。”范修林說(shuō),“團(tuán)隊(duì)對(duì)新型鋰離子電池應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域很有信心。這項(xiàng)科研成果將更好地服務(wù)‘雙碳’目標(biāo),推動(dòng)能源綠色低碳發(fā)展。”