具有優異耐寒、耐熱特性之高能量密度鋰離子電池

 

刊登日期:2022/9/19
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美國加州大學聖地牙哥分校(UCSD)開發了一項在冰點以下或炎熱的溫度條件下仍可發揮良好性能,並可儲存大量能量之次世代鋰離子電池。新開發的電池採用了低熔點、高沸點的二丁醚(Dibutyl Ether)做為電解液,故具有優異的耐寒性與耐熱性等特徵。二丁醚與鋰離子的結合力較弱,因此在電池運作過程中很容易釋出鋰離子,可提升冰點以下的電池性能,且即使在高溫下仍維持液態,具有高耐熱性。

研究團隊將二丁醚電解液應用於以鋰金屬做為負極、硫黃為正極的鋰硫電池。鋰硫電池可望成為次世代電池技術而備受關注,與現有的鋰離子電池相比,鋰硫電池每公斤最多可儲存2倍的能量,且在不增加電池組重量的情況下,可使電動車的續航里程倍增。此外,硫黃的資源量亦較一般鋰離子電池正極使用的鈷更為豐富,容易取得且無短缺的疑慮。

然而鋰硫電池的正負極皆具有高反應性,因此存在僅有數十次短循環壽命的問題,而UCSD開發的二丁醚電解液可解決此項課題。將新電解液應用於以硫化聚合物做為正極的電池,循環壽命可較一般的鋰硫蓄電池更為長久。

試作出的電池在–40℃與50℃的環境下分別保持室溫條件下87.5%與115.9%的能量容量,並發揮了98.2%與98.7%的高充放電效率。今後研究團隊計畫將電池予以大型化,並透過最佳化俾使電池可在更高的溫度下運作,且進一步延長循環壽命,期儘早達到實用化之目標。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/220817_energy-packed-batteries.html
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