新锂离子电池在极冷环境下加长续航时间

一种由凹凸不平的碳基阳极材料制成的锂离子电池在极冷条件下仍能保持可充电存储容量。

当气温降到0℃以下时，手机需频繁充电，电动汽车行驶距离会缩短，这是因为锂离子电池的阳极性能下降，使储存的电量更少，且能量消耗得更快。

为提高极端寒冷条件下电池的性能，研究人员用凹凸的碳基材料取代了传统的石墨阳极锂离子电池，这种材料可将充电存储容量保持在-35℃。

锂离子电池非常适合为可充电电子产品提供动力，因为它们可储存大量的能量，且寿命长。但当温度降到冰点以下时，电池的性能就会下降，当冷到一定程度时，就无法传递电荷，这就是为什么生活在严冬地方的人使用电动汽车会遇到麻烦，此外，在太空中使用电池也是有风险的。最近，科学家们确定，阳极中石墨的平面取向是导致锂离子电池在寒冷环境下储能能力下降的原因，因此，科学家们想要修改碳基材料表面结构，以改善电荷转移过程。

为了制造新材料，研究人员在高温下加热一种含钴咪唑沸石（ZIF-67)的材料，由此产生的12边形碳纳米球表面凹凸不平，显示出出色的电荷转移能力。然后，研究小组在一个硬币形状的电池中测试了将该材料作为阳极、锂金属作为阴极的电性能。在25～-20℃的温度下，阳极表现出稳定的充放电，在冰点附近保持85．9%的室温储能容量，相比之下，用其他碳基阳极（如石墨和碳纳米管)制成的锂离子电池在冰点温度下几乎不能充电。当研究人员将温度降至-35℃时，由凹凸不平的纳米球制成的阳极仍可充电，在放电过程中，电池释放了几乎100%的电荷。

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研究人员指出，将凹凸不平的纳米球材料融入锂离子电池为在极低温度下使用这些能源开辟可能性。

李人茜摘译自清洁技术