含氟化物的电池,可在极高和极低的温度下工作
资讯类型:行业新闻 加入时间:2019年11月6日14:30
电解质是化学成分,可使离子在电池内部的阴极和阳极之间流动,最终为设备提供电能。使用碳酸酯类电解质可制造出大多数常规且易于获得的非水性锂离子电池。

尽管广泛使用,但高度易燃的碳酸盐电解质由于其化学溶剂与电池内部离子之间的高度亲和力,极大地限制了电池可以正常运行的温度。这导致大多数基于碳酸盐电解质的电池只能在-20°C至+ 50°C或0.0至4.3V的电压下安全运行。

考虑到这一点,由美国马里兰大学Chunsheng Wang教授带领的一组研究人员和中国浙江大学的科学家最近制造了一种新型电池,该电池可使用氟化物,可在更宽的温度范围内工作。含非极性溶剂的电解质。这些氟化电解质是不可燃的,与碳酸盐电解质相比,在更宽的温度和电压范围内具有很高的电化学稳定性。

在目前的电解质中,由于电解质的溶剂化结构固有的局限性,电化学稳定性和操作温度无法同时达到最大值,通过减少锂离子并通过添加抗溶剂与溶剂键合,我们使电解质的电化学和物理性质解耦,并开发了适用所有温度(-95 o C至+60 o C)和所有电压(从0.0V至5.6的电压) V)锂离子电池电解液。

利用氟化电解质,研究人员发现,在-95至+ 70°C之间,LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2阴极实现了99.9%的高库仑效率,而腐蚀性锂阳极和高压(5.4 V)LiCoMnO 4分别达到了99.4%和99%的库仑效率。此外,即使在-85°C的温度下,电池仍可提供约50%的室温容量。

Chunsheng Wang说:“ 我们的电解液中锂离子的传递障碍大大减少,电解液的液体范围大大拓宽。此外,与传统的商业化碳酸盐电解质相比,开发出的电解质可以承受更高的电压。因此,基于我们的电解质的电池可以在更宽的温度范围内工作。”

迄今为止,Wang和他的同事使用的氟化电解质已被证明比碳酸盐电解质更有效,可在更宽的电压范围内实现高电化学稳定性,并在更宽的温度范围内具有高离子电导率。由于它们是完全不可燃的,因此它们也比碳酸盐电解质安全得多。将来,这组研究人员提出的电解质可用于制造高性能电池,这些电池也可在极端气候下工作,例如在北极或非洲大草原。

目前研究人员正在优化电池的组成,以降低成本,并与电池行业合作,将全温度电池商业化。
文章来自:中国燃料电池网
文章作者:佚名
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