美國加州大學(xué)儲能裝置中的電解質(zhì)研究獲重大突破

美國加州大學(xué)儲能裝置中的電解質(zhì)研究獲重大突破

美國加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員首次采用液化氣取代電解液，分別使鋰電池和超級電容器在-60℃和-80℃的低溫環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定、高效運(yùn)行。該項研究成果不僅能夠增加電動車在冬季單次充電的行駛里程，還能夠?yàn)楦呖諛O冷環(huán)境中的無人機(jī)、衛(wèi)星、星際探測器等提供電能。

研究人員通過對氣態(tài)電解質(zhì)的研究，從大量氣體電解質(zhì)中選出兩種液化氣——氟甲烷和二氟甲烷，分別制成鋰電池和超級電容器的電解質(zhì)，使鋰電池的最低工作溫度從-20℃延伸到-60℃，超級電容的工作溫度從-40℃延伸到-80℃。而且，恢復(fù)至室溫后，這些電解質(zhì)仍能保持高效工作狀態(tài)。除創(chuàng)造低溫工作紀(jì)錄外，這些氣態(tài)電解質(zhì)還克服了鋰電池中常見的熱失控問題，更具安全性。熱失控是電池中的熱量惡性循環(huán)，電池工作時溫度升高，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)產(chǎn)生的熱量反過來會進(jìn)一步讓電池變熱，使電池膨脹而毀壞。但氣態(tài)電解質(zhì)在高于室溫的環(huán)境下會啟動一種關(guān)閉機(jī)制，使電池失去導(dǎo)電性停止工作，從而防止電池過熱。此外，由于液化氣電解質(zhì)不會與鋰發(fā)生反應(yīng)，也不會形成針尖狀突起，因而可大幅延長鋰電池的使用壽命。

研究人員下一步計劃使鋰電池在更低溫度下（-100℃）工作，為火星探測甚至木星和土星等深空探測裝置提供能源。 (KJ.0619)