Einführung des Lithium-Ionen-Akkus mit neuem Rekord niedriger Betriebstemperatur

Obwohl die Batterie in relativ kaltem Klima verwendet werden kann, weisen sie viele Einschränkungen auf. Wenn die Temperatur 20 ° C erreicht, kann die höchste Batterieleistung das beste Niveau von nur 50% erreichen, und wenn die Temperatur minus 40 ° C beträgt, kann die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien bei Raumtemperatur nur bis zu etwa 12% ihrer Kapazität erreicht werden. In Umgebungen mit niedriger Temperatur (z. B. kann die Temperatur im Weltraum auf - 157 ° C fallen oder die Temperatur niedriger als in Teilen Kanadas und Russlands - 50 ° C) der Batterie ist die Batterie stark betroffen.

Unser Forschungsteam hat jedoch eine neue Technologie entdeckt. Selbst wenn eine andere Batterie ausfällt, verwenden wir eine neue Technologie, um die Batterie so zu gestalten, dass sie normal funktioniert. "Es ist bekannt, dass der Elektrolyt (Medium trägt Ionenchemie zwischen Elektroden) und die Elektrode (positiv geladene Kathode und Anode mit negativ geladener) einen großen Einfluss auf die Leistung der Batterie haben", sagte die chinesische Abteilung der Fudan-Universität in Shanghai Yong - YaoXia akku.

Wenn die Temperatur stark abnimmt, wird die häufig verwendete Lithium-Ionen-Batterie eines herkömmlichen Elektrolyten auf der Basis von Estermaterial zu einem langsamen Leiter, und es ist schwierig, die elektrochemische Reaktion an der Grenzfläche zwischen Elektrolyt und Elektrode fortzusetzen. Dies bedeutet, dass die Lithium-Ionen-Batterie dies nicht kann In extrem kalten Klimazonen bleibt die Batterieleistung gut. Dieses Problem wurde von den Forschern geplagt.

Das Team versuchte es mit einem Elektrolyten auf Esterbasis (Ethylacetat), der Elektrolyt hat einen niedrigeren Gefrierpunkt, auch bei extrem niedrigen Temperaturen kann er wieder aufgeladen werden. Für Elektroden verwenden sie zwei Arten organischer Verbindungen, eine Poly (PTPAn) -Kathode und drei Aniline 1,4,5,8-Naphthalintetracarbonsäuredianhydrid (NTCDA), die von einer Polyimidanomode (PNTCDA) abgeleitet sind. Im Gegensatz zu Elektroden, die in Lithiumionenbatterien verwendet werden, ist diese organische Verbindungselektrode nicht von der eingebetteten Reaktion abhängig (eingebettet bezieht sich auf die Molekülmatrix des Ions, das kontinuierlich in den Prozess der Molekülmatrix injiziert wird und sich bei sinkender Temperatur verlangsamt).

Yong - YaoXia sagte: "Um von Ethylacetat-Elektrolyten und einer organischen Polymerelektrode zu profitieren, die von unserem Forschungsteam für wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien entwickelt wurden, können sie unter - 70 ° C extrem niedriger Temperatur normal arbeiten.

Yong - YaoXia und sein Team glauben, dass bei anderen Versuchen, Lithium-Ionen-Batterien zu extremen Temperaturen zu verwenden, dies eine elegantere Lösung sein könnte. Andere Forscher versuchen, Batterieadditive für die externe Heizung zu entwickeln oder Flüssiggas-Batterieelektrolyte zu verwenden, um dieses Problem zu lösen. Diese Lösungen erfordern jedoch zusätzliche Materialien, die ein zusätzliches Gewicht darstellen.

Yong - YaoXia denken auch hat viele Vorteile der Batterie. "Und die traditionellen Lithium-Ionen-Batterien, die im Vergleich zu Übergangsmetallelektrodenmaterial in den organischen Materialressourcen enthalten sind, sind reichlich vorhanden, billig und umweltfreundlich", sagte er. Er schätzt, dass sie das Design der Batterie, der Preis der Elektrodenmaterialien etwa ein Drittel der Preise für andere Lithium-Ionen-Batterieelektroden ausmachen.

Vor der formellen Produktion muss die Batterie jedoch noch optimiert werden. Xia ist der Meinung, dass im Vergleich zur kommerziellen Lithium-Ionen-Batterie die Batterie als die Energie (Einheit) mit der Energie einer Qualität immer noch niedrig ist und der Montageprozess weiter optimiert werden muss. "Trotz geringer spezifischer Energie ist dies für Profis auf dem Gebiet der Anwendung, es zeigt großes Anwendungspotential.

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