电解质研究新突破：锂电池在零下60℃高效运行

来源：高科技锂电池网络

著者新闻稿

最新一期的《科学》杂志发表了电解质化学研究领域的重大突破：美国科学家首次使用液化气代替电解质，使锂电池和超级电容器分别在60℃和80℃下保持高效运行。这项新技术不仅提高了电动汽车在寒冷冬季单次充电的行驶里程，还为无人机、卫星和星际探测器在高空极冷环境中提供动力。

科学界普遍认为，电解液是提高储能装置性能的最大瓶颈。液体电解质已经达到了研究的极限，许多科学家现在正专注于固体电解质。然而，加州大学圣地亚哥分校可持续电力与能源中心和储能与转换实验室主任孟莹教授带领他的团队做了相反的事情，并在研究气体电解质方面取得了突破。这些气态电解质可以在一定压力下液化，并且更耐冷冻。

在新的研究中，他们从大量候选气体中选择了两种液化气体氟甲烷和二氟甲烷，并将其分别制成锂电池和超级电容器的电解质，使锂电池的最低工作温度从-20℃延长到-60℃，超级电容器的工作温度从-40℃提高到-80℃。此外，这些电解质在恢复到正常室温后仍然可以有效地工作。

除了创造低温工作记录外，这些气体电解质还克服了锂电池中常见的热失控问题，并具有更多的安全优势。热失控是电池中热量的恶性循环。当电池工作时，温度会上升并开始一系列化学反应。这些反应产生的热量反过来又进一步加热电池，使其膨胀和破坏。然而，当气态电解质高于室温时，它会启动一个自然关闭机制，使电池失去导电性并停止工作，从而防止电池过热。

最新研究还克服了锂电池充放电寿命太短的另一个重大挑战。金属锂因其重量轻且能够储存更多电荷而被公认为终极电极材料。然而，锂会与传统电解质反应，在电极表面形成针状突起，这会使电池分离并导致短路，导致充电和放电次数过少。但这种新的电解质不会形成突起，从而大大延长了电池的使用寿命。

研究人员表示，他们的下一步是实现锂电池在较低温度（MINUS 100℃）下工作的目标，并为火星探测甚至木星和土星等深空探测设备提供新的能源供应技术。来源：高科技锂电池网络

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新闻稿

最新一期的《科学》杂志发表了电解质化学研究领域的重大突破：美国科学家首次使用液化气代替电解质，使锂电池和超级电容器分别在60℃和80℃下保持高效运行。这项新技术不仅提高了电动汽车在寒冷冬季单次充电的行驶里程，还为无人机、卫星和星际探测器在高空极冷环境中提供动力。

科学界普遍认为，电解液是提高储能装置性能的最大瓶颈。液体电解质已经达到了研究的极限，许多科学家现在正专注于固体电解质。然而，加州大学圣地亚哥分校可持续电力与能源中心和储能与转换实验室主任孟莹教授带领他的团队做了相反的事情，并在研究气体电解质方面取得了突破。这些气态电解质可以在一定压力下液化，并且更耐冷冻。

在新的研究中，他们从大量候选气体中选择了两种液化气体氟甲烷和二氟甲烷，并将其分别制成锂电池和超级电容器的电解质，使锂电池的最低工作温度从-20℃延长到-60℃，超级电容器的工作温度从-40℃提高到-80℃。此外，这些电解质在恢复到正常室温后仍然可以有效地工作。

除了创造低温工作记录外，这些气体电解质还克服了锂电池中常见的热失控问题，并具有更多的安全优势。热失控是电池中热量的恶性循环。当电池工作时，温度会上升并开始一系列化学反应。这些反应产生的热量反过来又进一步加热电池，使其膨胀和破坏。然而，当气态电解质高于室温时，它会启动一个自然关闭机制，使电池失去导电性并停止工作，从而防止电池过热。

最新研究还克服了锂电池充放电寿命太短的另一个重大挑战。金属锂因其重量轻且能够储存更多电荷而被公认为终极电极材料。然而，锂会与传统电解质反应，在电极表面形成针状突起，这会使电池分离并导致短路，导致充电和放电次数过少。但这种新的电解质不会形成突起，从而大大延长了电池的使用寿命。

研究人员表示，他们的下一步是实现锂电池在较低温度（MINUS 100℃）下工作的目标，并为火星探测甚至木星和土星等深空探测设备提供新的能源供应技术。

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