新型添加剂可在寒冷天气为智能交通系统中的电动汽车提供更好的电池性能 | 智能交通

发布日期:2019-07-10 10:00
一项新的研究发现,新的添加剂可以帮助锂离子电池在更广泛的温度范围内发挥作用,这对人工智能交通系统中的重要角色电动汽车来说是一个大好消息。



电动汽车在极端温度下会遇到极端温度,这会降低在点燃的氦离子电池内的负电极或阳极和正电极或阴极之间传导离子的电解质溶液。

这些电解质溶液中的一种关键添加剂是碳酸亚乙酯,其有助于产生保护层,当它们与阳极相互作用时防止电解质组分的进一步分解。然而,碳酸亚乙酯具有高熔点,这限制了其在低温下的性能。

位于华盛顿州里奇兰的太平洋西北国家实验室的材料科学家吴旭和他的同事们表示,他们可以通过用碳酸亚丙酯部分替代碳酸亚乙酯和添加六氟磷酸铯来扩展锂离子电池的温度范围。然而,他们希望进一步改善锂离子电池的温度范围,因此它们可以在-40到60摄氏度之间表现良好。

在这项新研究中,吴旭和他的同事测试了五种电解质添加剂对锂离子电池在此温度范围内性能的影响。通过结合计算模型,数十年的液体电解质和添加剂的化学和电化学性质以及反复试验的经验,他们确定了三种化合物的优化组合,它们添加到之前的电解质溶液中。

“这种新混合物在阳极和阴极上形成高导电,均匀和坚固的保护层。在-40摄氏度时,含有这种混合物的电池在室温下达到了67%的放电性能。相比之下,普通的锂离子电池只能承受约20%的放电容量。”吴旭说。

“通常情况下,在电解质中加入各种添加剂会在低温下在正极和负极上形成厚层,这对离子传输具有相当的抵抗力,导致非常差的低温放电性能。” 吴旭说。“我们的添加剂混合物仍会在两个电极上产生非常薄的表面层,并且它们的电阻很低,并且在循环时没有太大变化。这是通过这些添加剂的协同效应实现的。”

“新电池在25摄氏度时也表现出长期循环稳定性,在1000次循环后保持其原始容量的85%以上。此外,在60摄氏度时,新电池在300次循环后仍保持其原始容量的60%以上,而传统的锂离子电池仅保持其原始容量的10%左右。”吴旭说。

“科学家们的目标是在商用锂离子电池在实际测试条件下验证这些结果,然后希望电池公司将电池中的电解质用于人工智能电动汽车中。” 吴旭说,“他们还希望尝试使用电解质添加剂来改善电池性能的其他方面,例如提高充电速度和降低其可燃性。”