10日,记者从清华大学合肥公共安全研究院获悉,该院新材料研究中心章伟立博士与清华大学化工系副教授刘凯课题组设计并合成了一系列新型不对称锂盐,这些锂盐不仅能提高锂金属电池在极端条件下的性能和安全性,还为未来电池技术发展开辟了新道路。该科研成果近日发表在国际学术期刊《自然·能源》上。
锂金属电池因其高能量密度而被认为是下一代电池的有力候选者。然而,在高电压、快充和低温条件下,其稳定性有待提升。科研团队设计并合成了一系列新型不对称锂盐,这些锂盐通过破坏亚磺胺阴离子的分子对称性,赋予了电池独特的氧化性,从而在电极和电解液界面形成了一个稳定且高效的双层结构。这种结构具备高韧性和弹性,能够抑制高电压下正极过渡金属溶出,从而有效抑制锂枝晶的生长和界面裂解,显著改善电荷转移效率。同时,该种创新性设计有效防止了电解液的持续分解,提升了电池在快充和低温条件下的稳定性和安全性。
实验结果显示,含有这种新型锂盐的电池,在常温下展现出了高能量密度和功率密度;在极端低温下,也能保持出色的能量和功率输出,如在零下20摄氏度的环境下能够实现超过2000次循环,保持率高达85.7%。
章伟立介绍,该研究成果不仅解决了锂金属电池在高电压、快充、低温条件下的安全隐患,还为极端条件下的应急救援带来新助力。该研究成果为提升地震、雪灾、洪涝等情况下的应急响应能力与救援效率提供了坚实技术支撑。
编辑:李华山