【百科解读】
据西班牙《公众》日报网站8月20日报道，虽然锂基电池已经成为电动汽车和移动设备的标配，但它的性能受到环境条件的严重限制。研究人员现在研发出一种液体电解质，能够使一种高能量密度的锂硫电池在极端温度下也能高效运行。
研究人员称，得益于这项工作，无论在何种气候条件下，电动汽车的续航里程都有可能得到提升。另一个优点是，制造商可以降低生产成本，因为可能不再需要防止电池过热的冷却系统。节省下来的这部分成本将直接体现在汽车的零售价格上，从而造福消费者。
加利福尼亚大学圣迭戈分校纳米工程教授陈政解释说，由于电动汽车的电池组通常位于底盘，直面炎热道路的“烤验”，这就需要“在环境温度可达三位数的地区也能照常工作”。他进一步说，电池在运行过程中会因电流通过而升温，“如果电池不能忍受这种高温，那么它的性能将迅速下降”。
报道称，新设计方案的关键在于陈政团队研发的一种新型电解质，可以在较大的温度范围内发挥最佳性能。这种电解质由二丁醚与锂盐混合而成。
这项研究已经发表在《国家科学院学报》周刊上。二丁醚的独特之处在于其分子与锂离子的结合较弱，这意味着在电池运行时，电解质分子能轻易地释放锂离子。以往的研究发现，这种微弱的分子相互作用可以提高电池在零摄氏度以下温度的性能。此外，这种电解质在极端高温下也表现良好，因为二丁醚的沸点较高，在高温下也能保持液态。
虽然在极端温度下工作的能力是一大优点，但如果这种电解质不能与锂硫电池兼容，那么它就没有用武之地。
锂硫电池由锂金属阳极和硫基阴极制成。锂硫电池每公斤存储的能量是当今锂离子电池的两倍，对于电动汽车来说，这意味着在电池组不增重的情况下，续航能力提升一倍。
报道指出，但锂硫电池本身也存在缺点。硫阴极在电池运行过程中容易溶解，在高温下问题更加严重。锂金属阳极容易长出枝晶，可能引起短路甚至造成灾难性事故。
研究人员介绍说，由该团队研发的二丁醚电解质就避免了这些问题，即使是在高温和低温条件下。该团队还通过将硫阴极接枝到聚合物上来设计更稳定的硫阴极，从而防止更多的硫溶解到电解液中。
在实验室测试中，这种电池能够承受比传统锂硫电池更多的充放电循环。具体来说，原型电池在零下40摄氏度和零上50摄氏度下分别保留了87.5%和115.9%的能量容量，库伦效率分别为98.2%和98.7%。
大众汽车在德国萨尔茨吉特的电动汽车电池回收工厂 （法新社）
声明：本文内容仅代表作者个人观点，与本站立场无关。如有内容侵犯您的合法权益，请及时与我们联系，我们将第一时间安排处理
【百科释义】
据西班牙《大众》日报网站8月20日报道，尽管锂电池已经成为电动汽车和移动设备的标准，但其性能受到环境条件的严重限制。研究人员现在已经开发出一种液体电解质，可以使高能量密度的锂硫电池在极端温度下高效运行。
研究人员表示，得益于这项工作，无论气候条件如何，电动汽车的续航里程都有可能得到提高。另一个优势是制造商可以降低生产成本，因为防止电池过热的冷却系统可能不再需要。这部分节省下来的成本会直接体现在汽车的零售价格上，从而惠及消费者。
加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授陈政解释说，由于电动汽车的电池组通常位于底盘中，面对炎热的道路，因此需要“在环境温度可以达到三位数的地区照常工作”他进一步表示，电池在运行过程中会因电流通过而发热。“如果电池经受不住这种高温，性能会迅速下降”。
报道称，新设计的关键在于陈政团队开发的一种新电解质，这种电解质可以在很宽的温度范围内发挥最佳性能。这种电解质是二丁醚和锂盐的混合物。
这项研究已经发表在《美国国家科学院学报》上。二丁醚的独特之处在于它与锂离子的结合很弱，这意味着电池运行时电解质分子很容易释放出锂离子。之前的研究发现，这种微弱的分子相互作用可以提高电池在零摄氏度以下的性能。此外，这种电解质在极端高温下也表现良好，因为二丁醚沸点高，在高温下仍能保持液态。
虽然能够在极端温度下工作是一个很大的优势，但如果这种电解液与锂硫电池不兼容，那么它就没有用了。
锂电池由锂金属阳极和硫基阴极组成。锂电池每千克储存的能量是今天锂离子电池的两倍。对于电动汽车来说，这意味着在不增加重量的情况下，电池寿命可以增加一倍。
然而，有人指出，锂硫电池本身也有缺点。电池运行过程中负极容易溶解，高温下问题更严重。锂阳极容易生长枝晶，可能造成短路甚至灾难性事故。
根据研究人员的说法，该团队开发的二丁醚电解质可以避免这些问题，即使在高温和低温下也是如此。该团队还通过将硫阴极嫁接到聚合物上，设计了一种更稳定的硫阴极，从而防止更多的硫溶解到电解质中。
在实验室测试中，这种电池可以承受比传统锂硫电池更多的充放电循环。具体来说，原型电池在-40℃和50℃以上分别保留87.5%和115.9%的能量容量，库仑效率的能量容量分别为98.2%和98.7%。
大众位于德国萨尔茨吉特的电动汽车电池回收工厂(法新社)
声明:本文内容仅代表作者个人观点，与本站立场无关。如有内容侵犯您的合法权益，请及时联系我们，我们将尽快安排处理。
