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新結(jié)構(gòu)帶來新突破 新技術(shù)讓電池更耐寒
2021年11月08日 13:08:40
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：7420
如今電池已經(jīng)成為了我們生活中非常重要的一種儲能形式，而鋰電池作為其中儲能效果好、充放電性能穩(wěn)定的一類電池，更是被廣泛運(yùn)用在手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)業(yè)，電動(dòng)車、電動(dòng)汽車等電驅(qū)交通工具上。但是即便如此，鋰電池卻依舊有一個(gè)嚴(yán)重的問題，那便是低溫耐受性差。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】相信不少人會(huì)有這么一種感覺，手機(jī)一到冬天電似乎就開始變得不耐用了，但通過相關(guān)的軟件檢測有發(fā)現(xiàn)電池本身并沒有損壞。事實(shí)上，產(chǎn)生這種情況的原因是因?yàn)殇囯姵乇旧怼?br />
如今電池已經(jīng)成為了我們生活中非常重要的一種儲能形式，而鋰電池作為其中儲能效果好、充放電性能穩(wěn)定的一類電池，更是被廣泛運(yùn)用在手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)業(yè)，電動(dòng)車、電動(dòng)汽車等電驅(qū)交通工具上。但是即便如此，鋰電池卻依舊有一個(gè)嚴(yán)重的問題，那便是低溫耐受性差。
鋰電池主要由正負(fù)極、電解液、隔膜、外層組成，其中正極為鈷酸鋰，負(fù)極為石墨。而當(dāng)我們給鋰電池充電的時(shí)候，電池正極的鋰離子會(huì)脫出通過電解液向負(fù)極移動(dòng)，從而儲存電量；反之，使用的過程中鋰離子會(huì)從石墨層返回到電源正極，并釋放出儲存的電量。而這整個(gè)過程和電解液都有著密切的聯(lián)系。而當(dāng)鋰電池處于低溫環(huán)境時(shí)，電解液的粘度增大，鋰離子在石墨和鈷酸鋰中的擴(kuò)散系數(shù)減小，這使得鋰離子遷移的過程變得艱難，電池在充電過程中，所能存儲的電量也就因此減少，也便變得不耐用了。
當(dāng)然，隨著如今電池越做越大，這種因?yàn)闇囟犬a(chǎn)生的電量影響，對于手機(jī)等日用電子產(chǎn)品的影響，其實(shí)不會(huì)特別明顯，大部分時(shí)候可以通過充電寶來獲得解決。但是對于電驅(qū)動(dòng)的交通工具就不一樣了。
事實(shí)上，從電動(dòng)汽車普及開來之后，冬季的耐用問題就一直飽受詬病。無論是續(xù)航里程變短，還是充電效率變低，對于一個(gè)日常的交通載具來說，都是非常嚴(yán)重的問題。而目前針對這種問題，大部分廠家依舊采用油電混動(dòng)的思路來應(yīng)對冬季電動(dòng)汽車的行駛難題。不過顯然這不是長期發(fā)展的最佳方法。
而就在最近，這個(gè)問題似乎可以得到解決，一種新的鋰電池結(jié)構(gòu)有可能能從原理上解決鋰電池不耐低溫的問題。
美國國家發(fā)明家科學(xué)院院士王朝陽團(tuán)隊(duì)，從電池工作過程作為切入，通過在電池內(nèi)加入一片10微米厚度的鎳箔作為發(fā)熱體，利用電池自帶的能量實(shí)現(xiàn)隨意調(diào)控電池活性。而這項(xiàng)成果不但已經(jīng)在《自然》雜志刊發(fā)，更有望在2022年北京冬奧運(yùn)會(huì)投入使用，成為驅(qū)動(dòng)奧運(yùn)電動(dòng)汽車的核心技術(shù)之一。
植入發(fā)熱體讓電池耐寒聽起來好像簡單，但實(shí)際上背后卻在安全性、材料的選擇、能量的轉(zhuǎn)化等問題上做出了非常大的投入。與此同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)的成功，也為電池發(fā)展全新的思路。在近200年中電池雖然不斷在發(fā)展、改變，但是其結(jié)構(gòu)并沒有出現(xiàn)過太大的變化，而隨著材料等的不斷優(yōu)化，電池在快充和高能量密度等方面，都遇到了瓶頸，如何突破也成為了如今電池儲能技術(shù)發(fā)展的重大難題。
電能的儲備以及高轉(zhuǎn)化率是未來低碳發(fā)展的重要技術(shù)技術(shù)，因此發(fā)展電池也間接影響著科技以及社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步。新技術(shù)讓電池更耐寒的背后，其實(shí)真正所展示的，是如今科研背景下，新技術(shù)發(fā)展讓生活更美好的內(nèi)在。
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