從電解液的特性著手肉津,鋰離子電池的快充難題有了新突破儒溉。浙江大學材料科學與工程學院范修林研究員團隊與國內(nèi)外科研人員合作,設計出一款新型電解液蚕顷,能夠支持高比能鋰離子電池在-70℃到60℃的超寬溫區(qū)內(nèi)進行可逆充放電催岔,在室溫下快速充放電谎后。相關研究成果2月29日發(fā)表于國際期刊《自然》。
鋰離子電池具有高能量密度惑叶、長壽命古种、無記憶效應和低自放電率等優(yōu)勢,在新能源汽車領域廣泛應用旭绝。但不可否認绷荔,鋰離子電池的充電速度、工作溫度桨皂、安全性依舊制約著新能源汽車進一步發(fā)展茄码。
“鋰離子電池要實現(xiàn)快充,意味著在整個體系中鋰離子都要實現(xiàn)快速的遷移衰屡。目前業(yè)內(nèi)普遍認為构韵,鋰離子在電解液及電解液—電極界面膜中的遷移,為整個過程中的速度控制步驟趋艘。界面膜是電解液原位生成的疲恢,與電解液的性質(zhì)密切相關。”范修林介紹致稀。
他進一步解釋說冈闭,電解液的高離子電導率,需要溶劑具備高鋰離子溶劑化能抖单,但生成無機的界面膜萎攒,需要溶劑具有低鋰離子溶劑化能,目前的電解液不可能二者兼得矛绘。
在此次研究中耍休,科研團隊開發(fā)并驗證了一套新型極端電解液設計原則刃永,打破了傳統(tǒng)的鋰離子傳輸模式,從幾萬種溶劑中確定了新型電解液的最佳配方羊精。測試數(shù)據(jù)表明斯够,這種新型電解液的離子電導率,在25℃室溫下是商用電解液的4倍太汹,在-70℃時高于商用電解液3個數(shù)量級以上榕华。
“基于新型電解液,我們設計出了一種4.5伏NMC811‖石墨電池窗项。室溫下它充電10分鐘就能達到80%電量粮忍,展現(xiàn)出超快的離子傳輸行為。”范修林介紹帮声,利用這款新型電解液制備的電池肄蓄,目前成本較高,但它可以率先在極地科考专散、空間探測偷瀑、海底勘探等極端溫度情況中應用。
“目前喉隙,我們團隊已與相關企業(yè)開展合作叶皿。隨著技術(shù)迭代,我們對新型鋰離子電池裝配到新能源汽車充滿信心剂户。”范修林說泣爷。