近日，記者從中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院獲悉，該院唐永炳研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料，讓鋰電池受得了炎熱氣候，扛得住冰天雪地，充電迅速，成本降低。目前該成果已在規(guī)模化量產(chǎn)中得到使用。
受電池關(guān)鍵材料的限制，目前鋰離子電池的一大局限是，在零度以下的低溫條件下無法充電，而在50℃以上的高溫條件下，安全性又不能保障。我國幅員遼闊，氣溫隨地域和季節(jié)變化大，北方地區(qū)冬季溫度可以低至-40℃以下，而南方地區(qū)夏季地表溫度高達(dá)50℃以上，冬季電動車無法啟動、智能手機(jī)自動關(guān)機(jī)，夏季電動車自 燃等情況時(shí)有發(fā)生。
目前，電池的正極材料相關(guān)技術(shù)已接近“天花板”，要提升性能，負(fù)極材料尚有發(fā)展空間。為此，團(tuán)隊(duì)歷時(shí)多年，研發(fā)了一種新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料，通過與商用鋰離子電池正極材料匹配，針對不同應(yīng)用場景，成功開發(fā)出了新型錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元電池等產(chǎn)品。運(yùn)用該材料的新型鋰離子電池，Z低工作溫度可以達(dá)到-70℃，Z高工作溫度高達(dá)80℃，而且低溫與高溫性能可以同時(shí)兼顧。
在安全性能方面，常規(guī)鋰電池隨著不斷使用，內(nèi)部會產(chǎn)生鋰枝晶，既影響充電能力，還可能刺穿隔膜，帶來電池短路等隱患。而團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料，在低溫和過充條件下能有效緩解鋰枝晶的產(chǎn)生，提高了電池安全性。
在續(xù)航性能上，得益于鋁基復(fù)合負(fù)極材料較高的理論容量，該電池能量密度較傳統(tǒng)鋰離子電池提升了13%—25%，能做到長續(xù)航。此外，由于鋁基復(fù)合負(fù)極材料優(yōu) 異的導(dǎo)電性能，產(chǎn)品還表現(xiàn)出不俗的快充性能，20分鐘即可充滿電。
在成本方面，基于鋁基復(fù)合負(fù)極材料的性能優(yōu)勢，并結(jié)合研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的高性能電解液，低溫電池產(chǎn)品可以擺脫對昂貴的納米級正極材料的依賴。因?yàn)楝F(xiàn)在的低溫電池正極需要納米級的材料，成本比較高。而研究團(tuán)隊(duì)研制的鋁基復(fù)合負(fù)極材料，讓正極材料不必必須是納米級的材料，在降低材料成本方面，電池成本可以降低10%—30%。
“有些場景需要電池在-40℃也能正常充放電，而有些場景則對電池在長循環(huán)方面提出了更高要求。結(jié)合實(shí)際情況，我們對產(chǎn)品不斷做出調(diào)整。”該團(tuán)隊(duì)表示，相關(guān)產(chǎn)品可以應(yīng)用于光伏儲能、家庭儲能、通訊基站儲能、軌道交通、國防建設(shè)、航天航空、極地科考等領(lǐng)域，尤其適用于高寒地區(qū)及亞熱帶地區(qū)，顯著擴(kuò)大了電池的應(yīng)用范圍。
目前，該項(xiàng)目正在進(jìn)行增資擴(kuò)股洽談，將進(jìn)一步建成新型電池規(guī)模化生產(chǎn)線，快速推動新型電池產(chǎn)品在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
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