凜冬時節(jié)，你的電動汽車和移動電子設(shè)備能抵御極寒天氣嗎？近日，在第25屆中國國際高新技術(shù)成果交易會上，《中國科學(xué)報》記者看到一款最新研發(fā)的鋰離子電池正在經(jīng)受上達80℃、下至-70℃“冰火兩重天”的極致考驗。

受得了炎熱、耐得住冰雪，充電快速、成本低，這款超“能打”的鋰電池由中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院（以下簡稱深圳先進院）碳中和技術(shù)研究所先進儲能技術(shù)中心研究團隊歷時10年研發(fā)，是我國首款具有寬溫域、低成本、長壽命的電芯產(chǎn)品，上市后有望打破未來新能源產(chǎn)業(yè)格局。

據(jù)團隊成員介紹，這項新型鋰離子電池技術(shù)目前已實現(xiàn)了儲能、動力等多個應(yīng)用領(lǐng)域的電芯產(chǎn)品的規(guī)模化量產(chǎn)，并于今年6月在我國東北等地分布式儲能領(lǐng)域開展應(yīng)用示范。

工作溫度范圍“橫跨”150℃

從汽車到電子產(chǎn)品，鋰離子電池早已滲透到人們的日常生活中，為衣食住行提供“動力”。《中國鋰離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2023年）》顯示，2022年中國鋰離子電池出貨量已超過全球平均增速。在世界范圍內(nèi)，我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)仍扮演領(lǐng)軍者角色。

受電池材料限制，傳統(tǒng)鋰離子電池的工作溫度在0℃~40℃，低于0℃后鋰電池的放電性能就會大幅下降。

然而，我國幅員遼闊，氣溫隨地域和季節(jié)變化大，北方地區(qū)冬季溫度可以低至-40℃以下，而南方地區(qū)夏季地表溫度高達50℃以上。傳統(tǒng)鋰離子電池?zé)o法適應(yīng)這樣極端的溫度條件，就會造成一些棘手情況，例如，北部地區(qū)豐富的太陽能、風(fēng)能等清潔能源難以直接并網(wǎng)供電，冬季電動車無法啟動、智能手機自動關(guān)機，夏季電動車自燃等頻發(fā)。

為此，該團隊歷時近10年，研發(fā)出既抗凍又耐熱的新型鋰離子電池技術(shù)，可以同時兼顧低溫與高溫性能。

研究團隊核心成員蔣春磊介紹，他們通過電池負極材料和電解液體系的創(chuàng)新，直接擴大了電池的工作溫度范圍，其中最低工作溫度達-70℃、最高工作溫度達80℃，實現(xiàn)了高寒酷暑的寬溫域應(yīng)用場景。

研發(fā)關(guān)鍵負極材料

這么能“打”的新型鋰電池，究竟“新”在何處？團隊主要從負極材料和電解液體系上下功夫。

據(jù)了解，目前電池的正極材料相關(guān)技術(shù)已接近“天花板”，要提升性能，負極材料尚有發(fā)展空間。為此，團隊研發(fā)了一種新型鋁基復(fù)合負極材料，通過與商用鋰離子電池正極材料匹配，針對不同應(yīng)用場景研發(fā)相應(yīng)電解液體系，成功開發(fā)出新型鋁基-磷酸鐵鋰電芯、鋁基-錳酸鋰電芯、鋁基-鈷酸鋰電芯和鋁基-三元電芯等超寬溫域電池產(chǎn)品。