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极端温度条件下锂离子电池的研究进展

新闻报道  News reportage

极端温度条件下锂离子电池的研究进展

来源:
发布时间:
2018/09/10
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  对能源储存日益增长的需求,不断要求电池能够在各种极端条件下工作。锂离子电池作为新一代储能技术,虽然已经被广泛研究和应用,却几乎只能在室温环境中工作。

  这主要是因为,高温或低温,都将引起电池性能降低。尤其是在高温条件下,内部会产生较大的热量浮动,从而引起爆炸等安全事故。

  有鉴于此,RiceUniversity的Pulickel M.Ajayan等人从锂离子电池的材料角度阐述了近年来极端温度条件下(<20℃或>60℃)的锂离子电池的研究进展。

一、正极材料

  正极是锂离子和电子的中转中心,很容易发生相变。另一方面,在深度充电情况下,电极-电解质界面发生的副反应往往会使电极结构变得不稳定。

二、负极材料

  负极材料的工作往往依赖于有效的异质结构钝化层,温度升高将使得钝化结构破坏,并引发副反应;而温度降低又将降低锂离子的透过性。

三、电解质

  低温条件下,电解质粘度增加,阻碍离子迁移和电极润湿性,降低比率性能;而且,导电性降低将引起电极周围锂离子的消耗。高温条件下,电解质容易发生化学变化,并和带电的电极发生反应。

四、其他材料

  除了正极材料、负极材料以及电解质材料之外,锂离子电池中还有一些辅助材料,譬如隔膜、粘结剂以及集流器等等。这些材料虽然几乎不具有电化学活性,很少被研究,但是,它们也是保障电池在极端条件下正常工作的重要因素。