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可充电锂离子电池被用于许多日常设备,如手机和电动车。提升这些电池的性能,使其功率更大、充电更快并且能够在更大温度范围内工作的需求持续增长。这些改进的困难之处在于,它们要求电解质同时拥有一些独立特性,例如高电导率和低溶剂化能(与锂盐如何分解有关),这会限制电池的循环寿命。

2024年2月29日,浙江大学范修林团队等在国际顶尖学术期刊Nature发表了题为: Ligand-channel-enabled ultrafast Li-ion conduction 的研究论文。

该研究发现, 能改善锂离子电池电解质的溶剂能够加快充电速度并提升低温下的电池性能。

该研究认为,改变溶剂可能是提高锂离子电池性能的解决办法。他们报告了一种被称为氟乙腈(fluoroacetonitrile) 的由小分子组成的溶剂,能改进锂离子在电解质中的移动方式,带来更高的电导率,有利于更快充电。他们认为,溶剂里的小分子改变了锂的溶解方式,增强了离子传输。作者指出,即使在温度低至−65 °C时电导率仍然很高,表明在低温下可充电性的显著提高。

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Nature同期配发了来自北京理工大学阎崇黄佳琦的“新闻与观点”文章,该文章指出,这项研究“为开发下一代锂离子电池开辟了新的研究途径”。他们补充说,这项研究探索的概念可能“适用于钠、钾、镁和钙离子等其他金属离子作为电荷载体的储能系统”。

论文链接

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07045-4