科學(xué)家利用弱電解質(zhì)鍵讓鋰金屬電池在低溫下更好地運行
為了探索更具應(yīng)用前景的鋰電池,許多研究團隊已將目光放到了基于純鋰的金屬陽極方案,而不是當(dāng)前普遍采用的混合材料。同時為了攻克在低溫下性能不佳的缺點,該領(lǐng)域的科學(xué)家們也已經(jīng)取得了一些突破。比如加州大學(xué)圣迭戈分校(UCSD)的研究團隊,就依靠電解質(zhì)中的弱鍵,釋放了鋰金屬電池在寒冷條件下的空前性能。 鋰離子和電解質(zhì)分子之間結(jié)合的模擬結(jié)構(gòu)(來自:UCSD) 鋰金屬電池之所以被寄予厚望,是因為與當(dāng)前普通的石墨 / 銅混合材料相比,純鋰金屬陽極具有出色的能量密度。 在巨大的差異面前,研究人員將之描述為一種“夢想材料”,并且期望成為未來打破能量密度瓶頸的一個關(guān)鍵。 作為在循環(huán)過程中于電池兩極間來回攜帶鋰離子的溶液,電解質(zhì)在一塊電池中的重要性也是不言而喻。 通常情況下,低溫電池需要額外的加熱系統(tǒng)。不過加州大學(xué)圣迭戈(UCSD)研究團隊正在開發(fā)的這種鋰金屬電池,卻有望在極端低溫下進行高效的充放電。 據(jù)悉,其目的是開發(fā)出一種不會凍結(jié)的電解液,并且能夠在低溫下保持鋰離子在電極之間的流動性。 目前研究團隊正在嘗試兩種類型的電解質(zhì),其中一種可與離子牢固結(jié)合、另一種則要弱得多,進而驗證哪種情況更適用于低溫工況。 結(jié)果發(fā)現(xiàn),在 -60℃(-76℉)環(huán)境下,采用牢固結(jié)合電解質(zhì)的這組實驗電池僅能堅持兩個循環(huán),而后就停止了工作。 |