科学家开发出 -50°C 至 75°C 稳定运行的锂电池

东苑

美国宾夕法尼亚州立大学的科学家本周公布了一项突破性的电池设计，可让锂电池在 -50°C 至 75°C 稳定运行。

这项研究于 11 月 5 日发表在《Joule》杂志上，名为全气候电池（ACB，all-climate battery）。

根据项目负责人 Chao-Yang Wang 的说法，锂电池从未被设计用于支持如今它们所服务的广泛应用范围。这些设备最初是为在适度温度下运行的个人电子产品设计的，具体温度约为 25°C，或略高于室温，如今这些电池已被集成到电动汽车、数据中心和可运行非常高温的大规模系统中，这种稳定的运行温度给制造商带来了难题。

即使有外部温度加热或冷却机制保护，锂电池还是会在低温下性能下降，在高温下容量和稳定性降低 —— 仅在 -30°C 至 45°C 的外部温度范围内才能保持可靠运行，这严重限制了它们在极端环境中的设备应用，例如卫星或沙漠中的太阳能农场。



图源：Pexels
为了解决这一问题，团队改进了先前 ACB 研究中使用的传统电池设计，提出在 ACB 内部实施加热元件。这种创新方法优化了电池构造材料，以在高温环境下实现高稳定性和安全性，同时利用内部加热支持电池在低温环境下的运行，将锂电池的稳定运行温度范围扩大到 -50°C 至 75°C。

展望未来，研究团队计划部署全气候电池，并进一步优化，使其能够在高达 70°C 至 85°C 的温度下运行。

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