美國加州大學儲能裝置中的電解質研究獲重大突破

美國加州大學儲能裝置中的電解質研究獲重大突破

美國加利福尼亞大學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℃的低溫環境中實現了穩定、高效運行。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，還能夠為高空極冷環境中的無人機、衛星、星際探測器等提供電能。

研究人員通過對氣態電解質的研究，從大量氣體電解質中選出兩種液化氣——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，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，恢復至室溫后，這些電解質仍能保持高效工作狀態。除創造低溫工作紀錄外，這些氣態電解質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，電池工作時溫度升高，發生一系列化學反應，這些反應產生的熱量反過來會進一步讓電池變熱，使電池膨脹而毀壞。但氣態電解質在高于室溫的環境下會啟動一種關閉機制，使電池失去導電性停止工作，從而防止電池過熱。此外，由于液化氣電解質不會與鋰發生反應，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)