新型锂电池：性能提升，抗冻又耐热且充电迅速

2022-06-10 09:23:50 来源：科技日报

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简介：受电池关键材料的限制，目前锂离子电池的一大局限是，在零度以下的低温条件下无法充电，而在50℃以上的高温条件下，安全性又不能保障。近日，某研究团队研发出了一种新型铝基复合负极材料，让锂电池（全国锂电池正极材料制备与实验室仪器装备）受得了炎热气候，扛得住冰天雪地，充电迅速，成本降低。目前该成果已在规模化量产中得到使用。

受电池关键材料的限制，目前锂离子电池的一大局限是，在零度以下的低温条件下无法充电，而在50℃以上的高温条件下，安全性又不能保障。近日，某研究团队研发出了一种新型铝基复合负极材料，让锂电池（全国锂电池正极材料制备与实验室仪器装备）受得了炎热气候，扛得住冰天雪地，充电迅速，成本降低。目前该成果已在规模化量产中得到使用。

我国幅员辽阔，气温随地域和季节变化大，北方地区冬季温度可以低至-40℃以下，而南方地区夏季地表温度高达50℃以上，冬季电动车无法启动、智能手机自动关机，夏季电动车自燃等情况时有发生。

目前，电池的正极材料相关技术已接近“天花板”，要提升性能，负极材料尚有发展空间。为此，团队历时多年，研发了一种新型铝基复合负极材料，通过与商用锂离子电池正极材料（全国锂电池正极材料制备与实验室仪器装备）匹配，针对不同应用场景，成功开发出了新型锰酸锂、磷酸铁锂和三元电池等产品。运用该材料的新型锂离子电池，最低工作温度可以达到-70℃，最高工作温度高达80℃，而且低温与高温性能可以同时兼顾。

在安全性能方面，常规锂电池随着不断使用，内部会产生锂枝晶，既影响充电能力，还可能刺穿隔膜，带来电池短路等隐患。而团队开发的新型铝基复合负极材料，在低温和过充条件下能有效缓解锂枝晶的产生，提高了电池安全性。

在续航性能上，得益于铝基复合负极材料较高的理论容量，该电池能量密度较传统锂离子电池提升了13%—25%，能做到长续航。此外，由于铝基复合负极材料优异的导电性能，产品还表现出不俗的快充性能，20分钟即可充满电。

在成本方面，基于铝基复合负极材料（锂离子电池负极材料技术与设备研讨会）的性能优势，并结合研究团队开发的高性能电解液，低温电池产品可以摆脱对昂贵的纳米级正极材料的依赖。因为现在的低温电池正极需要纳米级的材料，成本比较高。而研究团队研制的铝基复合负极材料，让正极材料不必必须是纳米级的材料，在降低材料成本方面，电池成本可以降低10%—30%。