10日，記者從清華大學(xué)合肥公共安全研究院獲悉，該院新材料研究中心章偉立博士與清華大學(xué)化工系副教授劉凱課題組設(shè)計(jì)并合成了一系列新型不對(duì)稱鋰鹽，這些鋰鹽不僅能提高鋰金屬電池在極端條件下的性能和安全性，還為未來電池技術(shù)發(fā)展開辟了新道路。該科研成果近日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·能源》上。
鋰金屬電池因其高能量密度而被認(rèn)為是下一代電池的有力候選者。然而，在高電壓、快充和低溫條件下，其穩(wěn)定性有待提升。科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成了一系列新型不對(duì)稱鋰鹽，這些鋰鹽通過破壞亞磺胺陰離子的分子對(duì)稱性，賦予了電池獨(dú)特的氧化性，從而在電極和電解液界面形成了一個(gè)穩(wěn)定且高效的雙層結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具備高韌性和彈性，能夠抑制高電壓下正極過渡金屬溶出，從而有效抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)和界面裂解，顯著改善電荷轉(zhuǎn)移效率。同時(shí)，該種創(chuàng)新性設(shè)計(jì)有效防止了電解液的持續(xù)分解，提升了電池在快充和低溫條件下的穩(wěn)定性和安全性。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，含有這種新型鋰鹽的電池，在常溫下展現(xiàn)出了高能量密度和功率密度；在極端低溫下，也能保持出色的能量和功率輸出，如在零下20攝氏度的環(huán)境下能夠?qū)崿F(xiàn)超過2000次循環(huán)，保持率高達(dá)85.7%。
章偉立介紹，該研究成果不僅解決了鋰金屬電池在高電壓、快充、低溫條件下的安全隱患，還為極端條件下的應(yīng)急救援帶來新助力。該研究成果為提升地震、雪災(zāi)、洪澇等情況下的應(yīng)急響應(yīng)能力與救援效率提供了堅(jiān)實(shí)技術(shù)支撐。
編輯：李華山
