天目新闻 记者 曾杨希 见习记者 谢履冰

　　笔记本、手机、新能源汽车……可重复充电使用的锂离子电池给人们的生活带来了便利。不过，你应该有过这样的体验，一旦遇上天气寒冷，手机就可能被“冻”关机，新能源汽车也很快就会“趴窝”。

　　在严苛的天气环境下，如何让锂离子电池从“娇弱”变得“皮实”？近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所夏永高研究团队提出了一种新方法，通过简单、通用的电解质体系，能改善锂离子电池的耐候性和使用寿命。

　　“当前，几乎所有锂离子电池都存在有耐候性差的问题。”夏永高在接受《天目Tech+》采访时解释，耐候性，是指对光照、冷热等环境的耐受能力。锂离子电池只能在-20℃-45℃条件下工作，一旦超过了这一温区，就容易出现放电打折或者“短寿”的情况，不仅给生活带来不变，还制约着新能源产业的发展。

锂离子电池结构 示意图

　　锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜等部分组成，这些部分都有可能是影响电池的“罪魁祸首”。

　　在锂离子电池内部，如果把正极比喻为“工厂”，负极为“公寓”，锂离子则是生产电能的“员工”。其中，锂离子在“上班”途中，需要搭乘电解液“公交车”，通过隔膜“检票员”的门禁，才能顺利往返两地。

　　如何让“锂离子”员工在严寒和酷暑中能顺畅往返两地“休息”与“工作”，夏永高筛选了多种隔膜、电极进行实验，进一步再尝试调配的宽温域电解液，最终实现改善锂离子电池的耐候性和使用寿命。

　　在电极方面，团队选取了磷酸铁锂电极，“这种电极成本较低，稳定性也较好，能量密度也较为适中，也是领域内比较主流的电极材料。”夏永高说。

　　在隔膜方面，团队选择了超耐高温的芳纶隔膜（一种新型高科技合成纤维），这种隔膜十分耐热，当温度高达250℃的时候，材料也仅收缩1%。

　　在电解液方面，团队采用高沸点、高闪点、不可燃的溶剂，能像调制鸡尾酒一样，通过精确调控电解液的成分，使电极表面生成更稳定的界面膜，进而提高电池寿命。

　　通过这种简单通用的电解质体系，团队研制出的宽温域锂离子电池，能在-40℃-150℃范围内工作，并且在-20℃-120℃范围内实现充放电稳定循环。

　　夏永高介绍，宽温域电池具有宽泛的工作温度范围和可靠的安全性，不惧怕严寒酷暑和严苛环境，未来将有望推动新能源汽车在寒冷天气中扩大使用范围，也可应用于石油钻井、航天航空等苛刻环境领域。

　　（原文发布于2021年6月21日《浙江日报》天目新闻客户端）

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