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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才知道，电动车铅酸电池、锂电池在冬天，到底哪个更耐用、更实用

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电动车是高度依赖电池的交通工具，而目前主流的电动车电池，主要有铅酸电池、锂电池这2大类，其中，铅酸电池包括普通铅酸、石墨烯铅酸，而锂电池包括三元锂、磷酸锂电池，那么，这些电动车电池，在当下寒冷的冬天，到底哪个更耐用、更实用，小行家告诉您答案，别再选错电池了。

常见的电动车电池在-20℃放电容量有多少

冬天天冷，电动车的电池一定会续航打折，这是作为电动车的车主都能亲身感受的，只不过，不同的电池，在续航下降是不同的，我们依据-20℃为例，来看看不同类型的电池，还会有多少放电容量。

铅酸电池 ：作为非常“怕冷”的电池，它的最佳温度是20℃~25℃，每下降一度，放电容量就会下降，而当温度低于0℃，每下降1度，续航能力会下降2%左右，但处于-20℃，铅酸电池的放电容量只剩下40%左右，如果是非全新电池，还会更低。

而铅酸电池的石墨烯电池，它由于添加了耐低温材质，放电容量比普通电池会有很大提升，以目前石墨烯电池头部品牌雅迪为例，它推出的TTFAR石墨烯3代电池，它号称有耐低温性，而有人进行测试，在-20℃的全新38AH电池，放了0.29度电，放电容量在63%左右。

锂电池 ：都知道锂电池相比铅酸电池，密度高一些，续航会远一些，但实际上，锂电池在低温情况下，放电容量也会更高一些，传统的锂电池工作温度在-20——+55℃之间，电动车最高可达-40℃也能放电。

在-20℃的环境下放电，磷酸替锂电池在70%左右，三元锂电池可以实现80%左右，当然，也有一些表现突出的电池，放电容量更高，上面铅酸电池我们举例了雅迪石墨烯，为了体现更公平，锂电池我再来举例星恒超锂S7，该电池曾经在低温测试中，48V24AH容量，续航91.08公里，放电超90%。

通过以上的了解，可以看到，在冬天使用电动车，要是按照续航耐用来看，锂电池还是好于铅酸电池的，具体的排序可以是：三元锂电池＞磷酸铁锂电池＞石墨烯电池＞普通铅酸电池。

冬天常用的电动车电池，哪个更实用？

锂电池相比铅酸电池，无论是天气温正常，还是冬天低温，它的放电容量都会更好，续航更耐用一些，许多人认为，锂电池就会更实用，于是选择锂电池，但殊不知，有很多车主都是选错电池了。

先看视频：

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锂电池虽然低温可放电容量高，但是，它有一大弊病，当天气温度低于0摄氏度，它无法正常充电，小行家找到相关电池的专业人士，来解答了为什么，大概内容为：当锂电池在零下环境温度充电，会出现“负极析锂”，也就是锂电池会形成“锂枝晶”，这种物质一旦形成，就是不可逆的，并且它具备导电性，能够穿刺隔膜，让正极和负极形成短路，从而造成自燃隐患发生。这也解释了，为什么许多搭载锂电池的电动车，说明书都不建议在零下环境充电的原因。