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陳忠偉院士團隊:成功研制出第一代超低溫特種鋰離子電池

2024-02-27 11:05:53 來源:材料科學與工程
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簡介:近日,中國科學院大連化物所能源催化轉化全國重點實驗室陳忠偉院士團隊成功研制出第一代高比能超低溫特種鋰離子電池,能量密度達260 Wh/kg,可在-60℃超低溫下穩(wěn)定運行,-60℃、0.5C運行條件下放電容量可達80%以上,循環(huán)壽命500次以上,電池性能達到國際領先水平。該電池將助力新能源汽車和戶外儲能設備在極寒地區(qū)的應用。同時可廣泛的應用于航空航天、極地科考、寒帶搶險、鐵路基建、電力通訊、醫(yī)療電子、勘探測繪等領域。
近日,中國科學院大連化物所能源催化轉化全國重點實驗室陳忠偉院士團隊成功研制出第一代高比能超低溫特種鋰離子電池,能量密度達260 Wh/kg,可在-60℃超低溫下穩(wěn)定運行,-60℃、0.5C運行條件下放電容量可達80%以上,循環(huán)壽命500次以上,電池性能達到國際領先水平。該電池將助力新能源汽車和戶外儲能設備在極寒地區(qū)的應用。同時可廣泛的應用于航空航天、極地科考、寒帶搶險、鐵路基建、電力通訊、醫(yī)療電子、勘探測繪等領域。

低溫鋰離子電池實物圖

低溫鋰離子電池實物圖

陳忠偉院士團隊采用自主開發(fā)的新一代復合電解液極大地提升了低溫條件下離子電導率和界面性能,同時采用多層復合電極結構結合新型半固態(tài)電解質和改性活性材料增加了電極和電極表面結構的穩(wěn)定性和導電性,從而有效的提升了電池在低溫條件下的循環(huán)性能和倍率性能。團隊堅持基礎材料研究與工程應用開發(fā)并重,實現(xiàn)鋰電池研究從新型電極材料、電解液、新型隔膜、電極設計及制備工藝、系統(tǒng)設計集成多方面開展全鏈條研發(fā)。突破高性能鋰電池電極設計制備、電解液設計制備、低溫鋰電池等技術。針對低溫電池研究,團隊開發(fā)出“材料設計-器件制造-體系開發(fā)-性能評價”的研發(fā)新模式,將電池全鏈條貫穿式研究技術與高通量制備與分析技術有效融合,實現(xiàn)電解液的高通量篩選及電極材料和隔膜的高通量制備,大幅度提升電池的研發(fā)效率,加快低溫電池的技術迭代。

鋰離子電池工作示意圖

鋰離子電池工作示意圖

團隊將持續(xù)開發(fā)下一代寬溫域特種鋰離子電池技術,通過調整高熵低溫電解液工作溫度范圍,同時對電極材料、隔膜和電極的微納結構設計進一步改善低溫鋰離子擴散能力及電極反應動力學,下一代寬溫域特種鋰離子電池可以在-70℃至70℃之間穩(wěn)定工作,能量密度達280 Wh/kg以上,實現(xiàn)電池在寬溫域條件下性能的穩(wěn)定提升。
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