新型鋁基複合負極材料讓電池抗凍又耐熱
◎刁雯蕙 本報記者 劉傳書
jinri,jizhecongzhongguokexueyuanshenzhenxianjinjishuyanjiuyuanhuoxi,gaiyuantangyongbingyanjiuyuantuanduiyanfaleyizhongxinxinglvjifuhefujicailiao,ranglidianchishoudeleyanreqihou,kangdezhubingtianxuedi,chongdianxunsu,chengbenjiangdi。muqiangaichengguoyizaiguimohualiangchanzhongdedaoshiyong。
受電池關鍵材料的限製,目前鋰離子電池的一大局限是,在零度以下的低溫條件下無法充電,而在50℃以上的高溫條件下,安全性又不能保障。我國幅員遼闊,氣溫隨地域和季節變化大,北方地區冬季溫度可以低至-40℃以下,而南方地區夏季地表溫度高達50℃以上,冬季電動車無法啟動、智能手機自動關機,夏季電動車自燃等情況時有發生。
目前,電池的正極材料相關技術已接近“天花板”,要(yao)提(ti)升(sheng)性(xing)能(neng),負(fu)極(ji)材(cai)料(liao)尚(shang)有(you)發(fa)展(zhan)空(kong)間(jian)。為(wei)此(ci),團(tuan)隊(dui)曆(li)時(shi)多(duo)年(nian),研(yan)發(fa)了(le)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)鋁(lv)基(ji)複(fu)合(he)負(fu)極(ji)材(cai)料(liao),通(tong)過(guo)與(yu)商(shang)用(yong)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)匹(pi)配(pei),針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing),成(cheng)功(gong)開(kai)發(fa)出(chu)了(le)新(xin)型(xing)錳(meng)酸(suan)鋰(li)、磷酸鐵鋰和三元電池等產品。運用該材料的新型鋰離子電池,最低工作溫度可以達到-70℃,最高工作溫度高達80℃,而且低溫與高溫性能可以同時兼顧。
在(zai)安(an)全(quan)性(xing)能(neng)方(fang)麵(mian),常(chang)規(gui)鋰(li)電(dian)池(chi)隨(sui)著(zhe)不(bu)斷(duan)使(shi)用(yong),內(nei)部(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)鋰(li)枝(zhi)晶(jing),既(ji)影(ying)響(xiang)充(chong)電(dian)能(neng)力(li),還(hai)可(ke)能(neng)刺(ci)穿(chuan)隔(ge)膜(mo),帶(dai)來(lai)電(dian)池(chi)短(duan)路(lu)等(deng)隱(yin)患(huan)。而(er)團(tuan)隊(dui)開(kai)發(fa)的(de)新(xin)型(xing)鋁(lv)基(ji)複(fu)合(he)負(fu)極(ji)材(cai)料(liao),在(zai)低(di)溫(wen)和(he)過(guo)充(chong)條(tiao)件(jian)下(xia)能(neng)有(you)效(xiao)緩(huan)解(jie)鋰(li)枝(zhi)晶(jing)的(de)產(chan)生(sheng),提(ti)高(gao)了(le)電(dian)池(chi)安(an)全(quan)性(xing)。
在續航性能上,得益於鋁基複合負極材料較高的理論容量,該電池能量密度較傳統鋰離子電池提升了13%—25%,能做到長續航。此外,由於鋁基複合負極材料優異的導電性能,產品還表現出不俗的快充性能,20分鍾即可充滿電。
在(zai)成(cheng)本(ben)方(fang)麵(mian),基(ji)於(yu)鋁(lv)基(ji)複(fu)合(he)負(fu)極(ji)材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能(neng)優(you)勢(shi),並(bing)結(jie)合(he)研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)開(kai)發(fa)的(de)高(gao)性(xing)能(neng)電(dian)解(jie)液(ye),低(di)溫(wen)電(dian)池(chi)產(chan)品(pin)可(ke)以(yi)擺(bai)脫(tuo)對(dui)昂(ang)貴(gui)的(de)納(na)米(mi)級(ji)正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)的(de)依(yi)賴(lai)。因為現在的低溫電池正極需要納米級的材料,成本比較高。而研究團隊研製的鋁基複合負極材料,讓正極材料不必必須是納米級的材料,在降低材料成本方麵,電池成本可以降低10%—30%。
“有些場景需要電池在-40℃也能正常充放電,而有些場景則對電池在長循環方麵提出了更高要求。結合實際情況,我們對產品不斷做出調整。”該團隊表示,相關產品可以應用於光伏儲能、家庭儲能、通訊基站儲能、軌道交通、國防建設、航天航空、極地科考等領域,尤其適用於高寒地區及亞熱帶地區,顯著擴大了電池的應用範圍。
目前,該項目正在進行增資擴股洽談,將進一步建成新型電池規模化生產線,快速推動新型電池產品在多個領域的應用。
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