中国科学家开发出了在摄氏零下70度也能工作的锂电池,未来可望有助于防止冬季手机和电动汽车性能下降,以及进行极地和太空探索。
中国复旦大学的研究团队在能源领域国际学术杂志《焦耳(Joule)》最新一期上披露:“通过改变电极和电解质等材料,开发出了在零下70度也能维持常温时70%效率的锂离子电池。”
锂电池是可以充电的二次电池。携带电能的锂离子往返于正极和负极之间,进行充电和放电。但温度降低时,在电极之间搬运离子的电解质溶液会被冻住,导致电池效率急剧下降。零下20度时,电池效率会跌至一半;在零下70度时,干脆就无法工作了。冬季时,手机和电动汽车的电池很快就会耗尽,也是由于这一原因。
研究团队首先将电解质换成了零下84度也不会冻结的材料,还用有机物电极替代了金属材料电极。
研究团队表示,温度降低时,现有电池中被冻结在锂离子上的电解质分子和电极结合,导致电池效率下降;但碳成分的有机物电极,即便在温度下降时,也不会和锂离子结合导致分离效率降低。
研究负责人夏永姚教授透露:“新开发的锂电池,能大幅提高极地和高山地带的电子装备以及国际宇宙空间站、火星和月球探测机器人的性能。”截止目前,低温地区使用给锂电池安装加热装置,或者在电解质中加入液化气的方法,但问题在于这种情况会增大电池的重量。