美国加州大学储能装置中的电解质研究获重大突破

美国加州大学储能装置中的电解质研究获重大突破

美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员首次采用液化气取代电解液，分别使锂电池和超级电容器在-60℃和-80℃的低温环境中实现了稳定、高效运行。该项研究成果不仅能够增加电动车在冬季单次充电的行驶里程，还能够为高空极冷环境中的无人机、卫星、星际探测器等提供电能。

研究人员通过对气态电解质的研究，从大量气体电解质中选出两种液化气——氟甲烷和二氟甲烷，分别制成锂电池和超级电容器的电解质，使锂电池的最低工作温度从-20℃延伸到-60℃，超级电容的工作温度从-40℃延伸到-80℃。而且，恢复至室温后，这些电解质仍能保持高效工作状态。除创造低温工作纪录外，这些气态电解质还克服了锂电池中常见的热失控问题，更具安全性。热失控是电池中的热量恶性循环，电池工作时温度升高，发生一系列化学反应，这些反应产生的热量反过来会进一步让电池变热，使电池膨胀而毁坏。但气态电解质在高于室温的环境下会启动一种关闭机制，使电池失去导电性停止工作，从而防止电池过热。此外，由于液化气电解质不会与锂发生反应，也不会形成针尖状突起，因而可大幅延长锂电池的使用寿命。

研究人员下一步计划使锂电池在更低温度下（-100℃）工作，为火星探测甚至木星和土星等深空探测装置提供能源。 (KJ.0619)