中國儲能網(wǎng)訊：現(xiàn)階段，鋰離子電池已經成為電動汽車最重要的動力源，其發(fā)展經歷了三代技術的發(fā)展，其中，鈷酸鋰正極為第一代，錳酸鋰和磷酸鐵鋰為第二代，三元技術則為第三代。
隨著正負極材料向著更高克容量的方向發(fā)展和安全性技術的日漸成熟、完善，更高能量密度的電芯技術正在從實驗室走向產業(yè)化，應用到更多場景里。
事實上，鋰金屬電池之所以被寄予厚望，是因為與當前普通的石墨/銅混合材料相比，純鋰金屬陽極具有出色的能量密度。憑借著高能量密度、高安全性的優(yōu)勢，鋰離子電池在短短的十幾年的時間里，已經徹底占領了消費電子市場，取得了矚目的成就。
作為在循環(huán)過程中于電池兩極間來回攜帶鋰離子的溶液，電解質在一塊電池中的重要性不言而喻。通常情況下，低溫電池需要額外的加熱系統(tǒng)。
但現(xiàn)在，加州大學圣迭戈（UCSD）研究團隊正在開發(fā)的這種鋰金屬電池，卻有望在極端低溫下進行高效的充放電。研究人員的目的正是開發(fā)出一種不會凍結的電解液，并且能夠在低溫下保持鋰離子在電極之間的流動性。
事實上，到目前為止，許多研究都集中在選擇不易凍結的電解質，并能保持鋰離子在電極之間快速移動。在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，不一定是電解液移動離子的速度有多快，而是電解液釋放離子并將其沉積在陽極上的容易程度。
研究人員通過比較兩種電解質的電池性能得出了這些發(fā)現(xiàn)：一種與鋰離子結合較弱，另一種與鋰離子結合較強。含弱結合電解質的鋰金屬電池在-60攝氏度時整體表現(xiàn)較好，50次循環(huán)后仍能保持強勁運行。相反，具有強結合電解質的電池在僅僅兩個周期后就停止工作。
循環(huán)電池后，研究人員將它們分開，比較陽極上的鋰金屬沉積物。兩者的區(qū)別也很明顯。在弱結合電解質的細胞中，沉積物光滑均勻，而在強結合電解質的細胞中，沉積物呈塊狀和針狀。
在測試中，實驗結果顯示，電池在-40攝氏度和-60攝氏度的溫度下，分別在50次循環(huán)中保持了84%和76%的容量。研究人員表示，這樣的表現(xiàn)是前所未有的。
針對此類概念驗證電池的進一步研究表明，弱結合電解質能夠讓離子更均勻地沉積在電池陽極上，而強結合電解質則會導致塊狀和針狀的沉積（枝晶）。而枝晶是改善鋰電池性能的另一個重要公關方向，因其可能導致電池發(fā)生短路失效等嚴重故障。
當前，社會已經步入新能源時代，在新能源時代里，電氣化是一個必然的趨勢，鋰離子電池主導的世界也正在為其他即將商業(yè)化的新興電池技術打開重要的新市場機遇。而突破性地電池技術也將在未來的能源系統(tǒng)中發(fā)揮核心作用，把人類向遠方推去。
