复旦开发出可在零下70℃使用的锂电池
来源: 中国科学报 发布时间: 2018-03-05 访问次数:
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  近日,复旦大学研究人员开发了一种电池,其有机复合电极可以在零下70摄氏度下工作,这比目前锂离子电池失去大部分传导和储存能量的温度阈值要低得多。该电池未来有望在地球极寒地区甚至外太空使用,相关论文刊登于《焦耳》期刊。

  通常,电池能在相对低的温度下运作,但有温度限制。原因是在低温条件下电解液和电极交界处的电化学反应难以持续。传统锂电池在零下20摄氏度时性能只有其最优水平的50%,零下40摄氏度时只有最优水平的12%。而在太空中,温度低至零下157摄氏度,即便俄罗斯和加拿大等极寒地区温度也低于零下50摄氏度。

  为了解决该问题,复旦大学夏永姚团队尝试使用乙酸乙酯作为电解质,它的凝固点低,即便在极端低温条件下也能导电。研究人员使用两种有机化合物作为电极,分别为PTPAn阴极和PNTCDA阳极。与锂离子电池中使用的电极不同,这些有机化合物并不依赖于“嵌入过程”,即不需要将锂离子嵌入到电极的分子矩阵中,避免了低温条件下嵌入过程变慢。

  “乙酸乙酯电解液和有机高分子电极让可充电电池在零下70摄氏度的极低温条件下工作。”夏永姚说。不过,他也表示,这种电池的单位质量能量比不上已商业化的锂电池,生产过程还需优化。

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