新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料讓電池抗凍又耐熱
近日,記者從中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院獲悉,該院唐永炳研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料,讓鋰電池受得了炎熱氣候,扛得住冰天雪地,充電迅速,成本降低。目前該成果已在規(guī);慨a(chǎn)中得到使用。
受電池關(guān)鍵材料的限制,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(guó)幅員遼闊,氣溫隨地域和季節(jié)變化大,北方地區(qū)冬季溫度可以低至-40℃以下,而南方地區(qū)夏季地表溫度高達(dá)50℃以上,冬季電動(dòng)車無法啟動(dòng)、智能手機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī),夏季電動(dòng)車自燃等情況時(shí)有發(fā)生。
目前,電池的正極材料相關(guān)技術(shù)已接近“天花板”,要提升性能,負(fù)極材料尚有發(fā)展空間。為此,團(tuán)隊(duì)歷時(shí)多年,研發(fā)了一種新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料,通過與商用鋰離子電池正極材料匹配,針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景,成功開發(fā)出了新型錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元電池等產(chǎn)品。運(yùn)用該材料的新型鋰離子電池,最低工作溫度可以達(dá)到-70℃,最高工作溫度高達(dá)80℃,而且低溫與高溫性能可以同時(shí)兼顧。
在安全性能方面,常規(guī)鋰電池隨著不斷使用,內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生鋰枝晶,既影響充電能力,還可能刺穿隔膜,帶來電池短路等隱患。而團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料,在低溫和過充條件下能有效緩解鋰枝晶的產(chǎn)生,提高了電池安全性。
在續(xù)航性能上,得益于鋁基復(fù)合負(fù)極材料較高的理論容量,該電池能量密度較傳統(tǒng)鋰離子電池提升了13%—25%,能做到長(zhǎng)續(xù)航。此外,由于鋁基復(fù)合負(fù)極材料優(yōu)異的導(dǎo)電性能,產(chǎn)品還表現(xiàn)出不俗的快充性能,20分鐘即可充滿電。
在成本方面,基于鋁基復(fù)合負(fù)極材料的性能優(yōu)勢(shì),并結(jié)合研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的高性能電解液,低溫電池產(chǎn)品可以擺脫對(duì)昂貴的納米級(jí)正極材料的依賴。因?yàn)楝F(xiàn)在的低溫電池正極需要納米級(jí)的材料,成本比較高。而研究團(tuán)隊(duì)研制的鋁基復(fù)合負(fù)極材料,讓正極材料不必必須是納米級(jí)的材料,在降低材料成本方面,電池成本可以降低10%—30%。
“有些場(chǎng)景需要電池在-40℃也能正常充放電,而有些場(chǎng)景則對(duì)電池在長(zhǎng)循環(huán)方面提出了更高要求。結(jié)合實(shí)際情況,我們對(duì)產(chǎn)品不斷做出調(diào)整!痹搱F(tuán)隊(duì)表示,相關(guān)產(chǎn)品可以應(yīng)用于光伏儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)能、通訊基站儲(chǔ)能、軌道交通、國(guó)防建設(shè)、航天航空、極地科考等領(lǐng)域,尤其適用于高寒地區(qū)及亞熱帶地區(qū),顯著擴(kuò)大了電池的應(yīng)用范圍。
目前,該項(xiàng)目正在進(jìn)行增資擴(kuò)股洽談,將進(jìn)一步建成新型電池規(guī);a(chǎn)線,快速推動(dòng)新型電池產(chǎn)品在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用!虻篥┺ 記者 劉傳書
(責(zé)任編輯:支艷蓉)