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宽温锂离子电池的实现,真正的超低温

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2024-09-27 11:09:05   点击量:575

宽温锂离子电池一般是指零下40到60度的的使用范围,小编曾经也做过-50度下放电的低温锂离子电池,并申报过深圳市科创委的项目,比较感兴趣。最近看到一些关于宽温锂离子电池的实现,摘录如下,供大家学习。

 一、70-60oC宽温域锂离子电池的实现

     建立了一套溶剂筛选描述,用于筛选宽温域内快速离子动力学的潜在溶剂;提出新的参数,可以描述锂离子在液态电解液和固态电解质中的传输行为;提出并验证了一种“配体通道促进传输”机制,其中锂离子与内外溶剂化鞘层中的小尺寸溶剂相互作用,形成了一个连续的锂离子传输通道,加速锂离子在电解液中的扩散,同时第一层溶剂化鞘中的小尺寸溶剂也使得阴离子与锂离子结合,形成阴离子衍生的界面膜。基于此,我们设计出一款新型电解液[1.3M双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)/氟乙腈(FAN)],同时实现宽温高离子电导率(25°C:40.3 mS/cm,-70°C:11.9 mS/cm)并生成LiF-LixN-rich稳定界面膜。该电解液使得石墨||NMC811电池在6C高倍率下实现超3000圈的稳定循环,以及1.2 Ah 石墨||NMC811软包电池在-50°C下可逆充放电超150圈无明显容量衰减。

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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07045-4.                 文章来源:能源学人

二、-60℃超低温运行固态锂离子电池

  能量密度达260 Wh/kg,可在-60℃超低温下稳定运行,-60℃、0.5C运行条件下放电容量可达80%以上,循环寿命500次以上,电池性能达到国际领先水平。

      陈忠伟院士团队采用自主开发的新一代复合电解液极大地提升了低温条件下离子电导率和界面性能,同时采用多层复合电极结构结合新型半固态电解质和改性活性材料增加了电极和电极表面结构的稳定性和导电性,从而有效的提升了电池在低温条件下的循环性能和倍率性能。团队坚持基础材料研究与工程应用开发并重,实现锂电池研究从新型电极材料、电解液、新型隔膜、电极设计及制备工艺、系统设计集成多方面开展全链条研发。突破高性能锂电池电极设计制备、电解液设计制备、低温锂电池等技术。针对低温电池研究,团队开发出“材料设计-器件制造-体系开发-性能评价”的研发新模式,将电池全链条贯穿式研究技术与高通量制备与分析技术有效融合,实现电解液的高通量筛选及电极材料和隔膜的高通量制备,大幅度提升电池的研发效率,加快低温电池的技术迭代。

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                     锂离子电池工作示意图

团队将持续开发下一代宽温域特种锂离子电池技术,通过调整高熵低温电解液工作温度范围,同时对电极材料、隔膜和电极的微纳结构设计进一步改善低温锂离子扩散能力及电极反应动力学,下一代宽温域特种锂离子电池可以在-70℃至70℃之间稳定工作,能量密度达280 Wh/kg以上,实现电池在宽温域条件下性能的稳定提升。


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  • 环保
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  • 高性能

    能量密度:125-160Wh/kg
    充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
    温度范围:-40℃—65℃
    自耗电:≤3%/月

  • 高安全

    过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
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    动力电池循环寿命不低于2000次,
    80%容量保持率;
    电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
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