可在极寒条件下使用 ACS研究人员提高了锂离子电池性能

当气温降至冰点以下时，手机需要频繁充电，电动汽车的续航里程也会变短。这是因为设备中锂离子电池的阳极变得迟钝，只能保持较少的电荷并迅速消耗能量。据外媒报道，为了提高极端寒冷条件下的电气性能，美国化学学会的研究人员表示，锂离子电池中传统的石墨阳极已被一种凹凸不平的碳基材料所取代，这种材料可以将其可充电存储容量保持在-35℃。相关论文已发表在《ACS中央科学》杂志上。

图片来源：美国化学学会锂离子电池非常适合为可充电电子设备供电，因为它可以储存大量能量，使用寿命长。然而，当温度低于冰点时，电池的电气性能会降低，当温度非常低时，电池可能无法传输任何电荷。这就是为什么一些生活在美国中西部的人无法在严冬使用电动汽车的原因，也是为什么在太空探索中使用这些电池会带来风险的原因。最近，科学家们确定，石墨在阳极中的扁平取向是锂离子电池在寒冷条件下储能能力下降的原因。因此，研究人员Xi、姚建年及其同事希望修改碳基材料的表面结构，以改善阳极的电荷转移过程。为了制造这种新材料，研究人员在高温下加热含钴沸石咪唑酯结构材料。所获得的12面碳纳米球具有不平坦的表面，并表现出优异的电荷转移能力。然后，该团队在硬币形电池中测试了作为阳极的材料和作为阴极的锂金属的电气性能。电池的阳极在25℃至-20℃的温度范围内表现出稳定的充放电性能，并保持85.9%的室温储能能力，略低于冰点。相比之下，由其他碳基阳极制成的锂离子电池几乎无法在冰点下充电。当研究人员将空气温度降低到-35℃时，由不均匀的纳米球制成的阳极仍然可以充电，并在放电过程中释放近100%的电池电荷。研究人员表示，通过在锂离子电池中添加不均匀的纳米球，这些电池可以在极低的温度下使用。

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