近日，復(fù)旦大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)了一種電池，其有機(jī)復(fù)合電極可以在零下70攝氏度下工作，這比目前鋰離子電池失去大部分傳導(dǎo)和儲(chǔ)存能量的溫度閾值要低得多。該電池未來(lái)有望在地球極寒地區(qū)甚至外太空使用，相關(guān)論文刊登于《焦耳》期刊。
通常，電池能在相對(duì)低的溫度下運(yùn)作，但有溫度限制。原因是在低溫條件下電解液和電極交界處的電化學(xué)反應(yīng)難以持續(xù)。傳統(tǒng)鋰電池在零下20攝氏度時(shí)性能只有其最優(yōu)水平的50％，零下40攝氏度時(shí)只有最優(yōu)水平的12％。而在太空中，溫度低至零下157攝氏度，即便俄羅斯和加拿大等極寒地區(qū)溫度也低于零下50攝氏度。
為了解決該問(wèn)題，復(fù)旦大學(xué)夏永姚團(tuán)隊(duì)嘗試使用乙酸乙酯作為電解質(zhì)，它的凝固點(diǎn)低，即便在極端低溫條件下也能導(dǎo)電。研究人員使用兩種有機(jī)化合物作為電極，分別為PTPAn陰極和PNTCDA陽(yáng)極。與鋰離子電池中使用的電極不同，這些有機(jī)化合物并不依賴于“嵌入過(guò)程”，即不需要將鋰離子嵌入到電極的分子矩陣中，避免了低溫條件下嵌入過(guò)程變慢。
“乙酸乙酯電解液和有機(jī)高分子電極讓可充電電池在零下70攝氏度的極低溫條件下工作?！毕挠酪φf(shuō)。不過(guò)，他也表示，這種電池的單位質(zhì)量能量比不上已商業(yè)化的鋰電池，生產(chǎn)過(guò)程還需優(yōu)化。
夏永姚說(shuō)，相比傳統(tǒng)鋰電池的電極材料，新電池的材料則充足、便宜且環(huán)保，他預(yù)計(jì)這種材料的價(jià)格只有前者的約三分之一。
但研究人員承認(rèn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化面臨的主要挑戰(zhàn)是這種電池的單位質(zhì)量能量比不上已商業(yè)化的鋰電池，生產(chǎn)過(guò)程還需優(yōu)化。盡管如此，夏永姚認(rèn)為它具顯著應(yīng)用潛力。
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