美国加州大学开发出耐高低温锂离子电池

美国加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的研究者们开发出了一种新型锂离子电池，这种电池在高低温下表现良好，同时仍可储存大量电能。据研究人员介绍，这一成果是通过研发一种电解质实现的，这种电解质不仅用途广泛，在较宽的温度范围内稳定，而且可与高能正负极兼容。2022年7月4日发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》(PNAS)上的一篇论文对这种耐温变电池进行了介绍。

负责该研究的Zheng Chen教授表示，基于这一技术的电动汽车，单次充电后在低温下行驶更远，而且对在炎热天气防止电池组过热的冷却系统的需求减弱。经过测试，这一概念验证电池在-40 ℃和50 ℃工作时容量保持率分别为87.5%和115.9%，库仑效率分别高达98.2%和98.7%，这意味着失效之前电池可多次充放电。由于电解质特性，Zheng Chen及其同事开发的这种电池既耐寒又耐热。电解质是二丁基醚与锂盐的混合溶液，二丁基醚的特点是其分子与锂离子的结合较弱，换句话说，当电池运行时，电解液分子可以很容易地释放锂离子。研究人员在之前的研究中发现，由于微弱的分子相互作用，电池在冰点以下的性能得到改善。此外，由于二丁基醚在高温下保持液态(沸点为141 ℃)，很容易将热量吸收。

这种电解质的另一个特别之处在于，能与锂-硫电池兼容，锂-硫电池是一种负极为锂金属、正极为硫的可充电电池，因为能量密度大且成本低，锂-硫电池是下一代电池技术的重要组成部分。目前锂-硫电池的单位质量储能是锂离子电池的两倍以上，在不增加电池组质量的情况下电动汽车的行驶里程可翻倍。此外，与传统锂离子电池的钴正极相比，硫的储量更丰富，不存在资源问题。