近日，天目湖先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)研究院有限公司聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院物理研究所團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)出一種可在零下100攝氏度條件下使用的鋰電池，突破了目前鋰電池使用的低溫局限。

正極、負(fù)極、電解液和隔膜是鋰電池的基本組成要素。研究顯示，電解液是鋰電池得以在低溫環(huán)境下正常工作的關(guān)鍵一環(huán)。傳統(tǒng)鋰電池使用的是碳酸酯類電解液，電池在零下20攝氏度時(shí)性能只有其最 優(yōu)水平的60%左右。因此，目前市面上電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車及其他電動(dòng)工具都很難在低溫環(huán)境下正常運(yùn)行。在此背景下，讓鋰電池在低溫環(huán)境下正常工作是研究人員長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)。

2021年5月，天目湖先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)研究院為滿足客戶需求，開始著手超低溫鋰電池的研發(fā)工作。為了解決低溫環(huán)境會(huì)降低鋰離子活性這一難點(diǎn)問(wèn)題，研究人員進(jìn)行了系列探索，最終通過(guò)引入一款新的電解液溶劑，使其與原先的碳酸酯類溶劑形成共熔體，成功研發(fā)出可在零下100攝氏度條件下使用的鋰電池。

該研究院電解質(zhì)實(shí)驗(yàn)室高級(jí)經(jīng)理蓋建麗表示，此前，文獻(xiàn)里有記載或報(bào)道的鋰電池可工作的最低溫度是零下70攝氏度，但放電量是非常微弱的。此次研發(fā)出的低溫鋰電池在零下100攝氏度的放電量仍然可以達(dá)到常溫放電量的60%，取得了重大突破，這對(duì)科考、深空、深海等特殊領(lǐng)域的發(fā)展將具有較深遠(yuǎn)的影響

對(duì)于如何進(jìn)一步突破鋰電池使用的低溫局限，蓋建麗目標(biāo)清晰，她說(shuō):“除了攻克電解液的問(wèn)題，接下來(lái)，我們還將對(duì)電池的正負(fù)極和隔膜等材料進(jìn)行提檔升級(jí)。

超低溫電池的成功研發(fā)，也展現(xiàn)了天目湖先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)研究院強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力。該研究院2017年成立以來(lái)，便聚焦國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)和重大需求，開展戰(zhàn)略性前瞻性、基礎(chǔ)性的關(guān)鍵核心技術(shù)研究，推進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。目前，研究院在固態(tài)電池、鈉離子電池、納米硅負(fù)極材料等技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域已處于國(guó)際領(lǐng) 先水平，牽頭和參與了多項(xiàng)儲(chǔ)能領(lǐng)域國(guó)家和省級(jí)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，形成從前瞻技術(shù)開發(fā)、高水平測(cè)試表征、失效分析、模擬仿真到產(chǎn)業(yè)孵化的全鏈條發(fā)展模式，服務(wù)國(guó)內(nèi)外行業(yè)客戶超過(guò)400家。

圖為公開報(bào)道的低溫電池低溫容量保持率比較。

據(jù)悉，該項(xiàng)技術(shù)由蓋建麗、楊紀(jì)榮、楊偉、李泉、吳曉東、李泓共同撰寫《Lithium lon Batteries Operated at -100℃》論文，并在中國(guó)物理學(xué)會(huì)創(chuàng)辦的英文學(xué)術(shù)月刊《Chin.Phys.Lett.》上發(fā)表。

下一步，天目湖先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)研究院將不斷促進(jìn)儲(chǔ)能領(lǐng)域研發(fā)水平和研究質(zhì)量的提升，共同攻克共性難題和瓶頸技術(shù)，加速新型儲(chǔ)能技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化，朝著成為世界知名儲(chǔ)能產(chǎn)品高水平測(cè)試中心與關(guān)鍵技術(shù)發(fā)源地的目標(biāo)不斷邁進(jìn)。