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新結(jié)構(gòu)帶來(lái)新突破新技術(shù)讓電池更耐寒

2021-11-11 10:56:52來(lái)源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：電池閱讀量：2533

　　【儀器網(wǎng) 材料化工】相信不少人會(huì)有這么一種感覺(jué)，手機(jī)一到冬天電似乎就開(kāi)始變得不耐用了，但通過(guò)相關(guān)的軟件檢測(cè)有發(fā)現(xiàn)電池本身并沒(méi)有損壞。事實(shí)上，產(chǎn)生這種情況的原因是因?yàn)殇囯姵乇旧怼?br />

　　如今電池已經(jīng)成為了我們生活中非常重要的一種儲(chǔ)能形式，而鋰電池作為其中儲(chǔ)能效果好、充放電性能穩(wěn)定的一類電池，更是被廣泛運(yùn)用在手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)業(yè)，電動(dòng)車、電動(dòng)汽車等電驅(qū)交通工具上。但是即便如此，鋰電池卻依舊有一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，那便是低溫耐受性差。

　　鋰電池主要由正負(fù)極、電解液、隔膜、外層組成，其中正極為鈷酸鋰，負(fù)極為石墨。而當(dāng)我們給鋰電池充電的時(shí)候，電池正極的鋰離子會(huì)脫出通過(guò)電解液向負(fù)極移動(dòng)，從而儲(chǔ)存電量；反之，使用的過(guò)程中鋰離子會(huì)從石墨層返回到電源正極，并釋放出儲(chǔ)存的電量。而這整個(gè)過(guò)程和電解液都有著密切的聯(lián)系。而當(dāng)鋰電池處于低溫環(huán)境時(shí)，電解液的粘度增大，鋰離子在石墨和鈷酸鋰中的擴(kuò)散系數(shù)減小，這使得鋰離子遷移的過(guò)程變得艱難，電池在充電過(guò)程中，所能存儲(chǔ)的電量也就因此減少，也便變得不耐用了。

　　當(dāng)然，隨著如今電池越做越大，這種因?yàn)闇囟犬a(chǎn)生的電量影響，對(duì)于手機(jī)等日用電子產(chǎn)品的影響，其實(shí)不會(huì)特別明顯，大部分時(shí)候可以通過(guò)充電寶來(lái)獲得解決。但是對(duì)于電驅(qū)動(dòng)的交通工具就不一樣了。

　　事實(shí)上，從電動(dòng)汽車普及開(kāi)來(lái)之后，冬季的耐用問(wèn)題就一直飽受詬病。無(wú)論是續(xù)航里程變短，還是充電效率變低，對(duì)于一個(gè)日常的交通載具來(lái)說(shuō)，都是非常嚴(yán)重的問(wèn)題。而目前針對(duì)這種問(wèn)題，大部分廠家依舊采用油電混動(dòng)的思路來(lái)應(yīng)對(duì)冬季電動(dòng)汽車的行駛難題。不過(guò)顯然這不是長(zhǎng)期發(fā)展的最佳方法。

　　而就在最近，這個(gè)問(wèn)題似乎可以得到解決，一種新的鋰電池結(jié)構(gòu)有可能能從原理上解決鋰電池不耐低溫的問(wèn)題。

　　美國(guó)國(guó)家發(fā)明家科學(xué)院院士王朝陽(yáng)團(tuán)隊(duì)，從電池工作過(guò)程作為切入，通過(guò)在電池內(nèi)加入一片10微米厚度的鎳箔作為發(fā)熱體，利用電池自帶的能量實(shí)現(xiàn)隨意調(diào)控電池活性。而這項(xiàng)成果不但已經(jīng)在《自然》雜志刊發(fā)，更有望在2022年北京冬奧運(yùn)會(huì)投入使用，成為驅(qū)動(dòng)奧運(yùn)電動(dòng)汽車的核心技術(shù)之一。

　　植入發(fā)熱體讓電池耐寒聽(tīng)起來(lái)好像簡(jiǎn)單，但實(shí)際上背后卻在安全性、材料的選擇、能量的轉(zhuǎn)化等問(wèn)題上做出了非常大的投入。與此同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)的成功，也為電池發(fā)展全新的思路。在近200年中電池雖然不斷在發(fā)展、改變，但是其結(jié)構(gòu)并沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)太大的變化，而隨著材料等的不斷優(yōu)化，電池在快充和高能量密度等方面，都遇到了瓶頸，如何突破也成為了如今電池儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的重大難題。

　　電能的儲(chǔ)備以及高轉(zhuǎn)化率是未來(lái)低碳發(fā)展的重要技術(shù)技術(shù)，因此發(fā)展電池也間接影響著科技以及社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步。新技術(shù)讓電池更耐寒的背后，其實(shí)真正所展示的，是如今科研背景下，新技術(shù)發(fā)展讓生活更美好的內(nèi)在。

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