研究人员开发含氟电解液 使电动汽车电池在零度以下也可充电
时间:2023-05-22 09:43来源:盖世汽车 作者:Elisha
点击:
次
（图片来源：阿贡实验室）
在目前的锂离子电池中，主要的问题在于电解液。作为电池中的主要组分，电解液可在电池的两个电极之间传输带电粒子（即离子），从而实现电池充放电。然而，在寒冷的地区或季节，液体在零度以下开始结冰，严重影响电动汽车的充电效率。
为了解决这一问题，美国能源部的阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）和劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）开发了一种含氟电解液，甚至在零度以下也表现良好。阿贡化学科学和工程部门的高级化学家Zhengcheng "John" Zhang表示：“研究团队不仅发现了一种防冻电解液，其充电性能在零下4华氏度也不会下降，而且在原子层面上发现了是什么让它如此有效。”
这种低温电解液有望用于电动汽车电池，以及电网储能和消费电子产品，如计算机和电话。
在当前使用的锂离子电池中，电解液是一种广泛使用的盐（六氟磷酸锂）和碳酸盐溶剂（如碳酸亚乙酯）的混合物。该溶剂把盐溶解成液体。当电池充电时，电解液将锂离子从正极传输（含锂氧化物）到负极（石墨）。这些离子从正极中移出，然后经过电解液进入负极。在通过电解液传输的过程中，离子位于由四或五个溶剂分子组成的团簇的中心。
在起初的几次充电过程中，这些分子簇撞击负极表面并形成固体电解质界面。该�；げ憧梢云鸬焦似鞯淖饔�，只允许锂离子通过层体，同时阻止溶剂分子。在这种情况下，充电时负极能够将锂原子存储在石墨结构中。在放电过程中，通过电化学反应释放锂中的电子，从而产生电力，为汽车提供动力。
问题是，在低温下含有碳酸盐溶剂的电解液开始冻结，在充电时无法将锂离子输送到负极。这是因为锂离子在溶剂团簇内紧密结合，需要比室温下高得多的能量来疏散簇群并穿透界面层。因此，研究人员一直在寻找更好的溶剂。
该团队研究了若干种含氟溶剂，并确定在零下温度的情况下能量垒最低的成分，从团簇中释放锂离子。研究人员还从原子层面确定，为什么这些特殊的成分如此有效。这取决于每个溶剂分子中氟原子的位置及数量。
在实验室中测试电芯时，该团队的氟化电解质可在零下4华氏度保持稳定的储能能力，实现400次充放电循环。即使在零下温度环境中，其容量仍与在室温下使用传统碳酸基电解液的电芯表现相当。Zhang表示：“这项研究展示了如何调整电解液溶剂的原子结构，以设计适合零下温度的新电解液。”
另外，这种防冻电解液不会着火，比目前使用的碳酸盐电解液要安全得多。Zhang表示：“该团队正在为这种更安全的低温电解液申请专利。现在，研究人员正在寻找工业合作伙伴，以将其应用于锂离子电池设计。”
(责任编辑：子蕊)
免责声明：本文仅代表作者个人观点，与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜欢
-
莱斯大学开发出新方法 提高锂电池寿命和效率
2023-05-18 09:47 -
浦项科技大学开发出选择性催化剂 可抑制汽车燃料电池腐蚀
2023-05-16 09:35 -
研究人员开发锂金属负极�；げ� 可提高电池循环稳定性
2023-05-12 08:27 -
Aqua Metals和6K Energy合作开发下一代锂电池可持续材料
2023-05-09 09:44 -
苏黎世联邦理工学院开发新型锌金属电池 高效耐用、安全环保且成本低
2023-04-26 08:51 -
研究人员在燃料电池阴极ORR电催化剂上取得突破
2023-04-04 09:32 -
研究开发用于电池负极的聚合物粘合剂 可将EV续航提高10倍
2023-04-02 10:14 -
ORNL研究人员开发等静压技术 可用于制造固态电池
2023-03-26 12:55 -
研究人员开发可充电锂金属电池框架 有望将能量密度提高40%
2023-03-24 09:24 -
香港大学开发新方法 制备更高效、安全的锂电池
2023-03-13 08:50
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
专题
相关新闻
-
莱斯大学开发出新方法 提高锂电池寿命和效率
2023-05-18 09:47 -
浦项科技大学开发出选择性催化剂 可抑制汽车燃料电池腐蚀
2023-05-16 09:35 -
研究人员开发锂金属负极保护层 可提高电池循环稳定性
2023-05-12 08:27 -
Aqua Metals和6K Energy合作开发下一代锂电池可持续材料
2023-05-09 09:44 -
苏黎世联邦理工学院开发新型锌金属电池 高效耐用、安全环保且成本低
2023-04-26 08:51 -
研究人员在燃料电池阴极ORR电催化剂上取得突破
2023-04-04 09:32 -
研究开发用于电池负极的聚合物粘合剂 可将EV续航提高10倍
2023-04-02 10:14 -
ORNL研究人员开发等静压技术 可用于制造固态电池
2023-03-26 12:55
本月热点
-
动力电池企业正在丢掉技术幻想
2023-05-21 10:31 -
总投资201亿元，桐乡时代锂电材料项目开工
2023-05-20 14:01 -
氢燃料电池“独角兽”冲刺港交所，市值超70亿
2023-05-24 09:30 -
钠离子电池不香了？
2023-05-19 10:04 -
电池圈里，没有共同富裕
2023-05-17 09:20 -
珠海冠宇被判赔偿1000万！
2023-05-17 10:24 -
固态电池遭遇全球难产，锂电「圣杯」恐怕只是一场梦
2023-05-06 09:13 -
不起火爆炸 赣锋锂业固态电池已量产：二代续航超1000公里
2023-05-23 09:33
企业微信号
微信公众号