新材料可在-50℃下防電池大量耗電 使鋰離子電池?fù)碛袠O強(qiáng)“抗寒性”

俄羅斯國立技術(shù)大學(xué)和俄羅斯科學(xué)院金物理化學(xué)與電化學(xué)研究所科研人員，利用鍺納米晶體陽極使鋰離子電池?fù)碛星八从械?ldquo;抗寒性”，從而避免了鋰離子電池在低溫條件下的電荷大量損耗。相關(guān)研究成果發(fā)表在《電分析化學(xué)雜志 》上。

鋰離子電池由于結(jié)合了能量密度高、重量輕和低自放電等優(yōu)點，在電池產(chǎn)品中備受歡迎。然而，即使是這種類型的現(xiàn)代電池，在嚴(yán)寒中也會失去大部分容量和功率。在零下20攝氏度時，鋰離子電池的容量僅為零上20攝氏度時的10%左右。

在一些寒冷地區(qū)，如北極地區(qū)，那里的溫度可降至零下50攝氏度或更低。因此，開發(fā)新的耐寒電池是一個重要的技術(shù)問題。

為解決這個問題，研人員合成了一種絲狀鍺納米晶體，并研究了它們作為陽極(即電池的負(fù)極)材料的功能特性。研究人員伊利亞·加夫里林說，對于陽極來說，轉(zhuǎn)換容量(電極在正常工作期間可以釋放的電荷)在零下50攝氏度時約為250每克毫安。在這樣的溫度下，最常見的石墨陽極根本不能工作，而特殊的鈦酸鋰“耐寒”陽極的容量要降低到1/3至1/2。

伊利亞·加夫里林表示，在零下20攝氏度條件下，鍺陽極的容量是標(biāo)準(zhǔn)石墨陽極的10倍，而其他“耐寒”材料存在一些缺點：工作電壓低、容量低、即使在室溫條件下充電過程也非常緩慢、制造復(fù)雜等等。

俄國立技術(shù)大學(xué)副教授阿列克謝·德羅諾夫說，通過電化學(xué)方式可從導(dǎo)電基板上的氧化鍺水溶液中獲取絲狀鍺納米晶體。由于該納米結(jié)構(gòu)的合成技術(shù)簡單、性能獨特，還可以避免許多困難，有望使成品的成本相對較低。(董映璧)