2022-04-20
 
扩大锂离子电池的温度范围
2022年04月20日   阅读量:132

“构建坚固的电极/电解质界面,实现锂离子电池的广泛温度应用”ACS应用材料和界面

电动汽车在极端温度下挣扎,主要是因为锂离子电池中的电解质溶液受到影响。现在,研究人员已经开发出含有多种添加剂的新型电解质,它们在较宽的温度范围内工作得更好。他们在《ACS应用材料与界面》上报告了他们的研究结果。

锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑和电动汽车。这些电池中的电解质溶液在负极(阳极)和正极(阴极)之间传导离子,为电池供电。碳酸乙烯酯是这些溶液中不可或缺的一种成分,它有助于形成一层保护层,防止电解质成分在与阳极相互作用时进一步分解。然而,碳酸乙烯酯的熔点很高,这限制了它在低温下的性能。吴旭及其同事此前曾表示,他们可以用碳酸丙烯酯部分取代碳酸乙烯酯,并添加六氟磷酸铯,从而扩大锂离子电池的温度范围。但他们希望进一步提高温度范围,使锂离子电池在-40到140华氏度之间能够发挥良好的性能。

研究人员在这个温度范围内测试了五种电解质添加剂对锂离子电池性能的影响。他们确定了三种化合物的优化组合,并将其添加到之前的电解质溶液中。这种新的结合在阳极和阴极上形成了高导电、均匀和坚固的保护层。含有优化电解液的电池在-40华氏度下的放电性能和77华氏度下的长期循环稳定性都有显著提高,在140华氏度下的循环稳定性也略有提高。

作者感谢美国能源部的资助。

注:ACS不进行研究,但出版和公布同行评审的科学研究。

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