一个新颖的解决方案所面临的挑战电动汽车业主在寒冷的天气出现了通过引入新电池化学。
电动汽车电池的问题
现有的锂离子电池遇到重大障碍在寒冷天气中由于电解液中。
这个至关重要的组件的电池促进离子的转移,负责携带电荷,在两个电极之间,使得电池的充电和放电。
然而,电解液冻结在零度以下,严重阻碍了电动汽车充电的有效性在寒冷地区和季节。
为了应对这个问题,一组科学家从美国能源部的阿贡和劳伦斯伯克利国家实验室引入了一种含氟电解液在零度以下甚至展示了令人印象深刻的表现。
希望的研究提供了一窥该低温电解液的应用不仅在电动汽车电池,也为电网在能源存储,甚至电脑和手机等产品。
张Zhengcheng“约翰”,一位高级药剂师和组长在阿贡的化学科学和工程部门,表达了他们团队的成就,声明:“我们的团队不仅找到了防冻剂电解质的充电性能不下降- 4华氏度,但是我们也发现,在原子层面上,是什么让它如此有效。”
在现有的锂离子电池,电解液结合了现成的盐,碳酸锂方法,溶剂碳酸亚乙酯。这些溶剂溶解盐,导致液体介质的形成。
在充电过程中,电解液传输锂离子从阴极到阳极,被溶剂分子集群。
这些集群形成一个保护层称为固体电解质界面,只允许锂离子通过,使阳极储存锂原子对放电产生电能。
在初始充电,集群形成一个保护阳极表面固体电解质界面,作为锂离子的选择性滤波器而阻止溶剂分子。这使得石墨阳极储存锂原子的结构,发电排放。
然而,低温引起冰冻碳酸的电解液溶剂,阻碍锂离子的传输阳极由于强烈ion-solvent集群绑定。
因此,科学家们正在寻找替代溶剂来克服这一挑战。
选择溶剂
团队研究了多种含氟溶剂和确定最有效的成分释放锂离子在零度以下。他们还确定了原子水平的因素导致了其有效性。
在实验室检测- 4华氏度,团队的氟化电解液表现出稳定的能源存储容量为400的充放电周期,相当于一个细胞在室温下使用传统carbonate-based电解质。
的研究揭示了如何自定义电解质溶剂零下的温度,根据张。
该小组还声称防冻剂比现有carbonate-based电解质电解质更安全,因为它是不易燃的。
他们也是目前专利低温和更安全的电解质和寻求实现工业的合作伙伴。
这项研究的发现发表在《先进能源材料
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