為了探索更具應(yīng)用前景的鋰離子電池，許多研究團(tuán)隊(duì)已將目光放到了基于純鋰的金屬陽極方法，而不是當(dāng)前普遍采用的混合材料。同時(shí)為了攻克在低溫下性能不佳的缺點(diǎn)，該領(lǐng)域的科學(xué)家們也已經(jīng)取得了一些突破。比如加州大學(xué)圣迭戈分校（UCSD）的研究團(tuán)隊(duì)，就依靠電解質(zhì)中的弱鍵，釋放了鋰金屬電池在寒冷條件下的空前性能。

鋰離子和電解質(zhì)分子之間結(jié)合的模擬結(jié)構(gòu)（來自：UCSD）

鋰金屬電池之所以被寄予厚望，是因?yàn)榕c當(dāng)前普通的石墨/銅混合材料相比，純鋰金屬陽極具有出色的能量密度。

在巨大的差異面前，研究人員將之描述為一種“夢想材料”，并且期望成為未來打破能量密度瓶頸的一個(gè)關(guān)鍵。

作為在循環(huán)過程中于電池兩極間來回?cái)y帶鋰離子的溶液，電解質(zhì)在一塊電池中的重要性也是不言而喻。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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通常情況下，低溫電池要額外的加熱系統(tǒng)。不過加州大學(xué)圣迭戈（UCSD）研究團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)的這種鋰金屬電池，卻有望在極端低溫下進(jìn)行高效的充放電。

據(jù)悉，其目的是開發(fā)出一種不會(huì)凍結(jié)的電解液，并且能夠在低溫下保持鋰離子在電極之間的流動(dòng)性。

目前研究團(tuán)隊(duì)正在嘗試兩種類型的電解質(zhì)，其中一種可與離子牢固結(jié)合、另一種則要弱得多，進(jìn)而驗(yàn)證哪種情況更適用于低溫工況。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在-60℃（-76℉）環(huán)境下，采用牢固結(jié)合電解質(zhì)的這組實(shí)驗(yàn)電池僅能堅(jiān)持兩個(gè)循環(huán)，而后就停止了工作。

作為比較，采用弱結(jié)合電解質(zhì)方法的電池，可在經(jīng)歷50次充放電循環(huán)后，依然保持平穩(wěn)的運(yùn)行，且能夠保留76%的原始容量。

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備

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假如將工作溫度改成-40℃（-40℉），弱結(jié)合電解質(zhì)方法的電池組更能保留初始容量的84%。

論文一作JohnHoloubek表示：“我們發(fā)現(xiàn)鋰離子與電解質(zhì)之間的結(jié)合、以及離子在電解質(zhì)中所占據(jù)的結(jié)構(gòu)，與它們在低溫下的表現(xiàn)有極大的關(guān)聯(lián)”。

針對(duì)此類概念驗(yàn)證電池的進(jìn)一步研究表明，弱結(jié)合電解質(zhì)能夠讓離子更均勻地沉積在電池陽極上，而強(qiáng)結(jié)合電解質(zhì)則會(huì)導(dǎo)致塊狀和針狀的沉積（枝晶）。

枝晶是改善鋰離子電池性能的另一個(gè)重要公關(guān)方向，因其可能導(dǎo)致電池發(fā)生短路失效等嚴(yán)重故障。

研究合著者ZhengChen表示：“通過在原子層面了解鋰離子和電解質(zhì)的相互用途，不僅可以提升鋰離子電池的低溫表現(xiàn)，還有助于防止枝晶的形成”。

展望未來，這種類型的設(shè)備有望在外層空間和深?？碧降阮I(lǐng)域發(fā)揮重要的用途。有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《自然能源》（NatureEnergy）期刊上。

原標(biāo)題為《TailoringelectrolytesolvationforLimetalbatteriescycledatultra-lowtemperature》。