美國加州大學(xué)圣地亞哥分校(UCSD)的研究者們開發(fā)出了一種新型鋰離子電池，這種電池在高低溫下表現(xiàn)良好，同時(shí)仍可儲存大量電能。據(jù)研究人員介紹，這一成果是通過研發(fā)一種電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)的，這種電解質(zhì)不僅用途廣泛，在較寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定，而且可與高能正負(fù)極兼容。2022年7月4日發(fā)表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》(PNAS)上的一篇論文對這種耐溫變電池進(jìn)行了介紹。

負(fù)責(zé)該研究的Zheng Chen教授表示，基于這一技術(shù)的電動汽車，單次充電后在低溫下行駛更遠(yuǎn)，而且對在炎熱天氣防止電池組過熱的冷卻系統(tǒng)的需求減弱。經(jīng)過測試，這一概念驗(yàn)證電池在-40 ℃和50 ℃工作時(shí)容量保持率分別為87.5%和115.9%，庫侖效率分別高達(dá)98.2%和98.7%，這意味著失效之前電池可多次充放電。由于電解質(zhì)特性，Zheng Chen及其同事開發(fā)的這種電池既耐寒又耐熱。電解質(zhì)是二丁基醚與鋰鹽的混合溶液，二丁基醚的特點(diǎn)是其分子與鋰離子的結(jié)合較弱，換句話說，當(dāng)電池運(yùn)行時(shí)，電解液分子可以很容易地釋放鋰離子。研究人員在之前的研究中發(fā)現(xiàn)，由于微弱的分子相互作用，電池在冰點(diǎn)以下的性能得到改善。此外，由于二丁基醚在高溫下保持液態(tài)(沸點(diǎn)為141 ℃)，很容易將熱量吸收。

這種電解質(zhì)的另一個(gè)特別之處在于，能與鋰-硫電池兼容，鋰-硫電池是一種負(fù)極為鋰金屬、正極為硫的可充電電池，因?yàn)槟芰棵芏却笄页杀镜?，?硫電池是下一代電池技術(shù)的重要組成部分。目前鋰-硫電池的單位質(zhì)量儲能是鋰離子電池的兩倍以上，在不增加電池組質(zhì)量的情況下電動汽車的行駛里程可翻倍。此外，與傳統(tǒng)鋰離子電池的鈷正極相比，硫的儲量更豐富，不存在資源問題。