高低温锂电池最低零下70℃，最高80℃！抗冻又耐热的新型锂离子电池在深圳量产|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

最低零下70℃，最高80℃！抗冻又耐热的新型锂离子电池在深圳量产

来源：【读特】

受得了炎热气候、扛得住冰天雪地、充电快速、成本还低，如此“能打”的锂电池是真实存在的！5月24日，记者从中国科学院深圳先进技术研究院获悉，该院碳中和（筹）研究所唐永炳研究员团队的一项新型锂离子电池技术，于2022年5月24日完成了规模化量产。统计数据表明，本次规模化量产的产品合格率达到99.11%，过程各工序合格率均99%以上。

团队表示，这是我国首款具有宽温域、低成本、长寿命的电芯产品，有望打破电池产业格局。

新型电池高低温性能测试（左：-70℃测试，右：80℃测试）↑ （先进院供图）

适应环境温差“横跨”150℃

从汽车到电子产品，锂离子电池早已渗透到人们生活，为衣食住行提供“动力”。据工信部赛迪研究院近日发布的《2021中国锂电产业发展指数白皮书》显示，我国已连续五年成为全球最大的锂电池消费市场。

然而，受电池关键材料的限制，目前锂离子电池的一大局限是，在零度以下的低温条件下无法充电，而在50℃以上的高温条件下，安全性又不能保障。我国幅员辽阔，气温随地域和季节变化大，北方地区冬季温度可以低至-40℃以下，而南方地区夏季地表温度高达50℃以上，冬季电动车无法启动、智能手机自动关机，夏季电动车自燃等情况频发。

为此，唐永炳研究员团队历时近10年，研发出了既抗冻又耐热的新型锂离子电池技术，最低工作温度可以达到-70℃，而最高工作温度高达80℃，而且低温与高温性能可以同时兼顾。

据悉，该产品的高低温性能、循环寿命、安全性能等各项指标，均已通过第三方权威机构检测，并获得ISO9001、GB31241-2014、IEC 62133-2:2017、UN38.3等标准和资质认证。

研发关键负极材料

新型电池“新”在何处？团队主要从负极材料和电解液上下功夫。

据了解，目前电池的正极材料相关技术已接近“天花板”，要提升性能，负极材料尚有发展空间。为此，团队研发了一种新型铝基复合负极材料，通过与商用锂离子电池正极材料匹配，针对不同应用场景，成功开发出了新型锰酸锂、磷酸铁锂和三元电池等产品。

“我们开发的电池产品除了耐热抗冻的特性以外，还具有高安全、长续航、快充和低成本的优势。”该团队表示。

在安全性能方面，常规锂电池随着不断使用，内部会产生锂枝晶，既影响充电能力，还可能刺穿隔膜，带来电池短路等隐患。而团队开发的新型铝基负极，在低温和过充条件下能有效缓解锂枝晶的产生，提高了安全性。

在续航性能上，得益于铝基负极材料高的理论容量，该电池能量密度较传统锂离子电池提升13%～25%，能做到长续航。此外，由于铝基复合负极优异的导电性能，产品还表现出不俗的快充性能，20分钟即可充满电，为半小时充电需求提供了解决方案。

在成本方面，基于铝基复合负极的性能优势，并结合开发的高性能电解液，低温电池产品可以摆脱对昂贵的纳米级正极材料的依赖，电池成本可以降低10%-30%。

应用场景“上天入地”

据悉，本次量产是应某电动车客户要求，提供了批量电芯进行深度性能评估，相关性能评估已满足使用需求。

事实上，紧贴市场需求，是团队一直以来的坚持。“有些场景需要零下40摄氏度也能正常充放电，而有些则在长循环方面提出了更高要求。围绕核心技术，结合实际情况，我们对产品不断作出调整。”团队表示。相关产品可以应用于光伏储能、家庭储能、通讯基站储能、轨道交通、国防建设、航天航空、极地科考等领域，尤其适用于高寒地区及亚热带地区，显著扩大了电池的应用范围。

据悉，相关研究成果在Nature Chemistry, Nature Communications, Advanced Materials等国际期刊，已发表高水平SCI论文90余篇（影响因子＞10论文60余篇）；同时围绕相关技术进行了系统全面的知识产权布局，形成了180余项包括PCT专利、中国发明专利、美欧日韩专利在内的专利池，已获得授权专利120余项。

此外，据深圳先进院转化处处长吴小丽介绍，基于新型电池技术，团队的23项相关专利依托深圳先进院，以知识产权作价6500万元，成功实现了技术转移转化，于2017年3月成立了深圳中科瑞能实业有限公司（简称“中科瑞能”），获现金投资2500万元，注册资本1亿元。目前，项目正在进行增资扩股洽谈，进一步建成新型电池规模化产线，快速推动新型电池产品在多个领域的应用。

国际储能材料及电化学著名权威专家、美国德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授在其综述论文中指出，“该成果首次提出了双功能铝基负极的概念，匹配商业化正极如钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等，电池表现出优异的长循环稳定性，使得铝基电池具有巨大的应用潜力”。

（原标题《抗冻又耐热，深圳先进院新型锂离子电池成功量产》）

（作者：深圳特区报记者闻坤)

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受得了炎热、耐得住冰雪这款锂电超“能打”

中新网广东新闻11月17日电 (郑小红孟倩羽) 第25届中国国际高新技术成果交易会上，一款最新研发的锂离子电池正在经受上达零上80℃，下至零下70℃“冰火两重天”的极致考验。

新型锂离子电池正在高低温柜中接受“冰火两重天”考验。中科院深圳先进院供图

受得了炎热、耐得住冰雪、充电快速、成本还低，这款超“能打”的锂电池由中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所先进储能技术中心研究团队历时10年研发，是我国首款具有宽温域、低成本、长寿命的电芯产品，上市后将有望打破未来新能源产业格局。

据团队成员介绍，这项新型锂离子电池技术目前已实现了储能、动力等多个应用领域的电芯产品的规模化量产，并已于今年6月在我国东北等地分布式储能领域开展应用示范。

受电池材料限制，传统锂离子电池的工作温度在0至40℃，低于0℃后锂电池放电性能就会大幅下降。我国幅员辽阔，北方地区冬季温度可以低至零下40℃以下，而南方地区夏季地表温度高达零上50℃以上，传统锂离子电池无法适应这样极端的温度条件，会造成一方面北部地区丰富的太阳能、风能等清洁能源难以直接并网供电；另一方面冬季电动车无法启动、智能手机自动关机，夏季电动车自燃等情况频发。

宽温域电芯产品亮相第25届高交会。中科院深圳先进院供图

这么能“打”的新型锂电池，究竟“新”在何处？研究团队核心成员蒋春磊介绍，他们通过电池负极材料创新和电解液体系创新，直接扩大了电池的工作温度范围，其中最低工作温度达零下70℃、最高工作温度达零上80℃，实现了高寒酷暑的宽温域应用场景。

据了解，团队研发了一种新型铝基复合负极材料，通过与商用锂离子电池正极材料匹配，针对不同应用场景研发相应电解液体系，成功开发出了新型铝基ǁǁ磷酸铁锂电芯、铝基ǁǁ锰酸锂电芯、铝基ǁǁ钴酸锂电芯和铝基ǁǁ三元电芯等超宽温域电池产品。

研究人员正在进行电芯检查。中科院深圳先进院供图

蒋春磊表示，团队开发的新型铝基负极，在低温和过充条件下能有效缓解锂枝晶的产生，提高了安全性；该电池能量密度较传统锂离子电池提升13%至25%，能做到长续航。此外，由于铝基复合负极优异的导电性能，产品还表现出不俗的快充性能，20分钟即可充满电；而基于铝基复合负极的性能优势，并结合开发的高性能电解液体系，电池成本可以降低10%-30%。

据深圳先进院转化处处长吴小丽介绍，基于新型电池技术，该团队的23项相关专利依托深圳先进院，以知识产权作价6500万元，成功实现了技术转移转化，并于2017年3月成立了深圳中科瑞能实业有限公司。相关研究成果形成了包括PCT专利，中国发明专利，美、欧、日、韩发明专利在内的180余项专利池，获得授权专利120余项。目前已在四川广元启动建设超宽温域电芯和PACK制造基地，占地200亩，首期投资规模12.7亿元。

相关产品可以应用于光伏储能、家庭储能、通讯基站储能、轨道交通、航空航天、极地科考等领域，尤其适用于高寒地区及亚热带地区。(完)