全球清潔能源革命持續(xù)推進，鋰離子電池以其高能量密度、長壽命、無記憶效應和低自放電率等優(yōu)勢需求激增。然而，鋰離子電池的充電速度、工作溫度、安全性仍是制約其進一步發(fā)展的瓶頸。
浙江大學材料科學與工程學院范修林研究員團隊設計出一款新型電解液，既能支持高比能鋰離子電池在-70℃到60℃的超寬溫區(qū)內進行可逆地充放電，又可以使高能量密度鋰離子電池在10分鐘內完成快速充放電。研究成果于29日在國際期刊《自然》刊發(fā)。
據(jù)介紹，在鋰離子電池中實現(xiàn)快充，電解液的特性至關重要。電解液的高離子電導率需要溶劑具備高鋰離子溶劑化能，而生成無機的電解液-電極界面膜則需要電解液溶劑具有低鋰離子溶劑化能。因此，目前的電解液幾乎不可能同時實現(xiàn)高離子電導率和陰離子衍生的電解液-電極界面膜。
相關測試數(shù)據(jù)表明，范修林團隊提出的新型電解液在25℃室溫下的離子電導率是商用電解液的4倍，在-70℃時高于商用電解液3個數(shù)量級以上。“同等條件下，我們設計的鋰離子電池，能夠實現(xiàn)10分鐘完成八成充電量，展現(xiàn)出超快的離子傳輸行為。”范修林介紹，快充性能優(yōu)異，也意味著鋰離子電池的低溫充放電性能較為優(yōu)異。
談及未來應用方向，范修林認為，當前電池可以率先在極地科考、空間探測、海底勘探等極端溫度情況中應用。“我們的電解液設計原則不僅對極端工況下的鋰電池有效，對鈉離子電池和鉀離子電池也十分有效。”范修林說，“團隊對新型鋰離子電池應用于新能源汽車領域很有信心。這項科研成果將更好地服務‘雙碳’目標，推動能源綠色低碳發(fā)展。”
浙江大學材料科學與工程學院范修林研究員團隊設計出一款新型電解液，既能支持高比能鋰離子電池在-70℃到60℃的超寬溫區(qū)內進行可逆地充放電，又可以使高能量密度鋰離子電池在10分鐘內完成快速充放電。研究成果于29日在國際期刊《自然》刊發(fā)。
據(jù)介紹，在鋰離子電池中實現(xiàn)快充，電解液的特性至關重要。電解液的高離子電導率需要溶劑具備高鋰離子溶劑化能，而生成無機的電解液-電極界面膜則需要電解液溶劑具有低鋰離子溶劑化能。因此，目前的電解液幾乎不可能同時實現(xiàn)高離子電導率和陰離子衍生的電解液-電極界面膜。
相關測試數(shù)據(jù)表明，范修林團隊提出的新型電解液在25℃室溫下的離子電導率是商用電解液的4倍，在-70℃時高于商用電解液3個數(shù)量級以上。“同等條件下，我們設計的鋰離子電池，能夠實現(xiàn)10分鐘完成八成充電量，展現(xiàn)出超快的離子傳輸行為。”范修林介紹，快充性能優(yōu)異，也意味著鋰離子電池的低溫充放電性能較為優(yōu)異。
談及未來應用方向，范修林認為，當前電池可以率先在極地科考、空間探測、海底勘探等極端溫度情況中應用。“我們的電解液設計原則不僅對極端工況下的鋰電池有效，對鈉離子電池和鉀離子電池也十分有效。”范修林說，“團隊對新型鋰離子電池應用于新能源汽車領域很有信心。這項科研成果將更好地服務‘雙碳’目標，推動能源綠色低碳發(fā)展。”
