低温高比能锂离子储能电池关键技术研发及应用

一、研究背景

低温高比能锂离子储能电池的关键技术研发及应用研究背景源于对高性能电池在极端环境下的迫切需求。随着新能源汽车、航空航天、军事装备等领域的快速发展，这些应用场合经常面临极端低温环境，这对电池的性能提出了严峻考验。传统锂离子电池在低温下会出现容量衰减、内阻增大等问题，严重影响了其在低温条件下的使用效果。因此，通过改进电池材料、优化电池结构设计等手段，提高电池在低温环境下的能量密度、循环稳定性和安全性，开发适用于矿井、高原、战场等低温、极端恶劣环境的高比能锂离子电池成为当前研究的重要课题。

二、研究内容与结论

锂离子电池的性能和寿命会受到极端温度、湿度、压力以及其他恶劣条件的影响。通过调控包覆材料的成分结构和包覆厚度等参数，实现正极材料/电解液的稳定固液界面及锂离子扩散速率定向可控；此外，发展纳米硅/掺杂多孔碳复合负极的精准制备方法和改性手段，实现掺杂多孔碳材料匹配纳米硅颗粒；并且，发展液相外延等先进表面改性技术，调制表面SEI膜及构筑类人工SEI膜；最后，结合不同锂盐的优缺点，扬长避短，构建基于混盐体系的新型低温电解液，研制出兼具耐低温 (-20℃)、高比能、长寿命、高安全的储能器件与储能系统，并实现在极端条件下的应用示范。