新型電解液研制成功

全球清潔能源革命持續(xù)推進(jìn)，鋰離子電池以其高能量密度、長(zhǎng)壽命、無(wú)記憶效應(yīng)和低自放電率等優(yōu)勢(shì)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(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。

浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院范修林研究員團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)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(nèi)進(jìn)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(nèi)完成快速充放電。研究成果于2月29日在國(guó)際期刊《自然》刊發(fā)。

據(jù)介紹，在鋰離子電池中實(shí)現(xiàn)快充，電解液的特性至關(guān)重要。電解液的高離子電導(dǎo)率需要溶劑具備高鋰離子溶劑化能，而生成無(wú)機(jī)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(shí)實(shí)現(xiàn)高離子電導(dǎo)率和陰離子衍生的電解液—電極界面膜。

相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)表明，范修林團(tuán)隊(duì)提出的新型電解液在25℃室溫下的離子電導(dǎo)率是商用電解液的4倍，在-70℃時(shí)高于商用電解液3個(gè)數(shù)量級(jí)以上?！巴葪l件下，我們?cè)O(shè)計(jì)的鋰離子電池，能夠?qū)崿F(xiàn)10分鐘完成八成充電量，展現(xiàn)出超快的離子傳輸行為?！狈缎蘖纸榻B，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(lái)應(yīng)用方向，范修林認(rèn)為，當(dāng)前電池可以率先在極地科考、空間探測(cè)、海底勘探等極端溫度情況中應(yīng)用?！拔覀兊碾娊庖涸O(shè)計(jì)原則不僅對(duì)極端工況下的鋰電池有效，對(duì)鈉離子電池和鉀離子電池也十分有效?！狈缎蘖终f(shuō)，“團(tuán)隊(duì)對(duì)新型鋰離子電池應(yīng)用于新能源汽車(chē)領(lǐng)域很有信心。這項(xiàng)科研成果將更好地服務(wù)‘雙碳’目標(biāo)，推動(dòng)能源綠色低碳發(fā)展。”

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