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   最新出版的《科学》杂志登载了电解液化学研究范畴的一项重大年夜冲破:美国科学家初次应用液化气代替电解液,分别让锂电池和超等电容器在零下60℃和零下80℃还能保持高效运行。新技巧不仅进步了电动车在严寒冬季单次充电的运行里程,还能为高空极冷情况下的无人机、卫星、星际探测器等供给电能。

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  科学界广泛认为,电解质是改进储能装配机能的最大年夜瓶颈。液态电解质已经遭受研究极限,很多科学家如今将眼光聚焦在固态电解质。但加州大年夜学圣地亚戈分校可持续电力和能源中间及能源储存和转换实验室主任孟颖传授带领其团队,反其道而行之,研究气态电解质并取得冲破。这些气态电解质能在必定压力下液态化,且更能抗冻。

 

  在新研究中,他们大年夜大年夜量气体候选物中选出两种液化气——氟甲烷和二氟甲烷,分别制成锂电池和超等电容的电解质,使得锂电池的最低工作温度大年夜零下20℃延长到零下60℃,超等电容的工作温度大年夜零下40℃延长到零下80℃。并且,回到正常室温后,这些电解质仍能保持高效工作状况。

  除了创造低温工作记载,这些气态电解质还克服了锂电池中常见的热掉控问题,更具安然优势。热掉控是电池中的热量恶性轮回,电池工作时温度会升高,启动一系列化学反竽暌功,这些反竽暌功产生的热量反过来进一步让电池变热,使电池膨胀而破坏。但气态电解质在高于室温的情况下,会启动一种天然封闭机制,让电池掉去导电性停止工作,大年夜而防止电池过热。

  最新研究还克服了锂电池充放电寿命太短的另一大年夜挑衅。因重量轻且能储存更多电荷,锂金属被公认为最终电极材料,但锂会与传统电解液产生反竽暌功,在电极外面形成针尖状崛起,将电池分隔大年夜而引起短路,造成充放电次数过少。而新电解质不会形成崛起,大年夜大年夜延长了电池寿命。

  研究人员表示,他们下一步要实现锂电池在更低温度下(零下100℃)工作的目标,为火星探测甚至木星和土星等深空探测装配供给全新供能技巧。

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