新材料可在-50℃下防電池大量耗電使鋰離子電池擁有極強“抗寒性”

2021-06-29 09:13:13來源：科技日報

俄羅斯國立技術大學和俄羅斯科學院金物理化學與電化學研究所科研人員，利用鍺納米晶體陽極使鋰離子電池擁有前所未有的“抗寒性”，從而避免了鋰離子電池在低溫條件下的電荷大量損耗。相關研究成果發表在《電分析化學雜志》上。

鋰離子電池由于結合了能量密度高、重量輕和低自放電等優點，在電池產品中備受歡迎。然而，即使是這種類型的現代電池，在嚴寒中也會失去大部分容量和功率。在零下20攝氏度時，鋰離子電池的容量僅為零上20攝氏度時的10%左右。

在一些寒冷地區，如北極地區，那里的溫度可降至零下50攝氏度或更低。因此，開發新的耐寒電池是一個重要的技術問題。

為解決這個問題，研人員合成了一種絲狀鍺納米晶體，并研究了它們作為陽極(即電池的負極)材料的功能特性。研究人員伊利亞·加夫里林說，對于陽極來說，轉換容量(電極在正常工作期間可以釋放的電荷)在零下50攝氏度時約為250每克毫安。在這樣的溫度下，最常見的石墨陽極根本不能工作，而特殊的鈦酸鋰“耐寒”陽極的容量要降低到1/3至1/2。

伊利亞·加夫里林表示，在零下20攝氏度條件下，鍺陽極的容量是標準石墨陽極的10倍，而其他“耐寒”材料存在一些缺點：工作電壓低、容量低、即使在室溫條件下充電過程也非常緩慢、制造復雜等等。

俄國立技術大學副教授阿列克謝·德羅諾夫說，通過電化學方式可從導電基板上的氧化鍺水溶液中獲取絲狀鍺納米晶體。由于該納米結構的合成技術簡單、性能獨特，還可以避免許多困難，有望使成品的成本相對較低。(董映璧)

責任編輯：hnmd003