特斯拉用吗?LG研发出锂电池低温充电技术:最低降至25度
9月26日,据外媒TheElec报道,LG能源解决方案公司于近日宣布开发出固态电池低温充电技术,使固态电池的充电温度从60℃降至25℃,同时还可以实现高达500次以上的充放电循环。
小雷了解到,这项固态电池低温充电技术是LG和美国加州大学圣地亚哥分校共同研发。固态电池一般指的是锂电池的负极采用金属锂,取代含有锂离子的电解液、聚合物材质。也就是说,固态电池内没有气体和液体,所有的材料都以固态的形式存在。
这项技术不单止可以降低电池充电过程中的温度,还可以显著提升电池的能量密度。不过,固态电池目前还具备量产难度大、充电不易等缺陷。
为解决以上问题,LG还采用直径约为5微米的硅颗粒进行替代,目的是为了克服常温状态下充电缓慢的问题。LG能源解决方案公司还表示,该电池的原型在经过500次循环以后,剩余容量依旧高达80%,其能量密度比现有的产品还要高40%以上。
和现有的锂离子电池相比固态电池拥有更小的体积、更安全稳定,能量密度也要更高。固态电池一旦商业化,将会为新能源汽车、手机等电子设备、无人机等领域提供更有力的续航保障。
事实上,发展固态电池的主要推动力是提高电池的能量密度以及安全性,作为储存、释放能量的“平台”,固态电池的安全性必然是放在首位的。然而,目前还没有充分的研究数据表明,固态电池可以完美通过高温、外力挤压等环境下的考验。
此外,目前的固态电池尚未找到一个兼顾电芯质量、能量密度与体积的平衡点,还无法达到外界宣称的几倍于液态锂离子电池的能量密度,直接将固态电池商业化或过早地应用到产品上,显然是不现实的。
作为过渡,现阶段正有半固态锂电池同样也能做到小体积、高能量密度以及安全稳定的特性,同时生产成本也比常规的锂离子电池要便宜。 为了节省成本,许多电池企业都会优先提高半固态电池的研发进度,其次才是固态电池。
小雷认为,电池更新换代的速度难以跟得上科技产品的迭代升级,为了更好的续航效果,很多企业只会在原有的电池基础上加以改进,终究难以突破电池技术的瓶颈。 LG的低温充电技术只能预示固态电池的研发又走进了下一个地步,但距离真正商用,恐怕也要很久了。
新型锂电池在零下70℃到60℃环境下“充放自如”
从电解液的特性着手,锂离子电池的快充难题有了新突破。浙江大学材料科学与工程学院范修林研究员团队与国内外科研人员合作,设计出一款新型电解液,能够支持高比能锂离子电池在-70℃到60℃的超宽温区内进行可逆充放电,在室温下快速充放电。相关研究成果2月29日发表于国际期刊《自然》。
锂离子电池具有高能量密度、长寿命、无记忆效应和低自放电率等优势,在新能源汽车领域广泛应用。但不可否认,锂离子电池的充电速度、工作温度、安全性依旧制约着新能源汽车的进一步发展。
“锂离子电池要实现快充,意味着在整个体系中锂离子都要实现快速迁移。目前业内普遍认为,锂离子在电解液及电解液—电极界面膜中的迁移,为整个过程中的速度控制步骤。界面膜是电解液原位生成的,与电解液的性质密切相关。”范修林介绍。
他进一步解释说,电解液的高离子电导率,需要溶剂具备高锂离子溶剂化能,但生成无机的界面膜,需要溶剂具有低锂离子溶剂化能,目前的电解液不可能二者兼得。
在此次研究中,科研团队开发并验证了一套新型极端电解液设计原则,打破了传统的锂离子传输模式,从几万种溶剂中确定了新型电解液的最佳配方。测试数据表明,这种新型电解液的离子电导率,在25℃室温下是商用电解液的4倍,在-70℃时高于商用电解液3个数量级以上。
“基于新型电解液,我们设计出了一种4.5伏NMC811‖石墨电池。室温下它充电10分钟就能达到80%电量,展现出超快的离子传输行为。”范修林介绍,利用这款新型电解液制备的电池,目前成本较高,但它可以率先在极地科考、空间探测、海底勘探等极端温度情况中应用。
“目前,我们团队已与相关企业开展合作。随着技术迭代,我们对新型锂离子电池装配到新能源汽车充满信心。”范修林说。
来源: 消费日报
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