最低零下70℃最高80℃！抗冻又耐热的新型锂离子电池在深圳量产

受得了酷热景象、扛得住雪窖冰天、充电快速、本钱还低，如此“能打”的锂电池是真实存在的！
5月24日，从中国科学院深圳前辈技能研究院获悉，该院碳中和（筹）研究所唐永炳研究员团队的一项新型锂离子电池技能，于2022年5月24日完成了规模化量产。
统计数据表明，本次规模化量产的产品合格率达到99.11%，过程各工序合格率均99%以上。

团队表示，这是我国首款具有宽温域、低本钱、龟龄命的电芯产品，有望冲破电池家当格局。

新型电池高低温性能测试（左：-70℃测试，右：80℃测试）↑ （前辈院供图）

适应环境温差“横跨”150℃

从汽车到电子产品，锂离子电池早已渗透到人们生活，为衣食住行供应“动力”。
据工信部赛迪研究院近日发布的《2021中国锂电家当发展指数白皮书》显示，我国已连续五年景为环球最大的锂电池消费市场。

然而，受电池关键材料的限定，目前锂离子电池的一大局限是，在零度以下的低温条件下无法充电，而在50℃以上的高温条件下，安全性又不能保障。
我国幅员辽阔，气温随地域和时令变革大，北方地区冬季温度可以低至-40℃以下，而南方地区夏季地表温度高达50℃以上，冬季电动车无法启动、智好手机自动关机，夏季电动车自燃等情形频发。

为此，唐永炳研究员团队历时近10年，研发出了既抗冻又耐热的新型锂离子电池技能，最低事情温度可以达到-70℃，而最高事情温度高达80℃，而且低温与高温性能可以同时兼顾。

据悉，该产品的高低温性能、循环寿命、安全性能等各项指标，均已通过第三方威信机构检测，并得到ISO9001、GB31241-2014、IEC 62133-2:2017、UN38.3等标准和资质认证。

研发关键负极材料

新型电池“新”在何处？团队紧张从负极材料和电解液高下功夫。

据理解，目前电池的正极材料干系技能已靠近“天花板”，要提升性能，负极材料尚有发展空间。
为此，团队研发了一种新型铝基复合负极材料，通过与商用锂离子电池正极材料匹配，针对不同运用处景，成功开拓出了新型锰酸锂、磷酸铁锂和三元电池等产品。

“我们开拓的电池产品除了耐热抗冻的特性以外，还具有高安全、长续航、快充和低本钱的上风。
”该团队表示。

在安全性能方面，常规锂电池随着不断利用，内部会产生锂枝晶，既影响充电能力，还可能刺穿隔膜，带来电池短路等隐患。
而团队开拓的新型铝基负极，在低温和过充条件下能有效缓解锂枝晶的产生，提高了安全性。

在续航性能上，得益于铝基负极材料高的理论容量，该电池能量密度较传统锂离子电池提升13%～25%，能做到长续航。
此外，由于铝基复合负极精良的导电性能，产品还表现出不俗的快充性能，20分钟即可充满电，为半小时充电需求供应理解决方案。

在本钱方面，基于铝基复合负极的性能上风，并结合开拓的高性能电解液，低温电池产品可以摆脱对昂贵的纳米级正极材料的依赖，电池本钱可以降落10%-30%。

运用处景“上天入地”

据悉，本次量产是应某电动车客户哀求，供应了批量电芯进行深度性能评估，干系性能评估已知足利用需求。

事实上，紧贴市场需求，是团队一贯以来的坚持。
“有些场景须要零下40摄氏度也能正常充放电，而有些则在长循环方面提出了更高哀求。
环绕核心技能，结合实际情形，我们对产品不断作出调度。
”团队表示。
干系产品可以运用于光伏储能、家庭储能、通讯基站储能、轨道交通、国防培植、航天航空、极地科考等领域，尤实在用于高寒地区及亚热带地区，显著扩大了电池的运用范围。

据悉，干系研究成果在Nature Chemistry, Nature Communications, Advanced Materials等国际期刊，已揭橥高水平SCI论文90余篇（影响因子＞10论文60余篇）；同时环绕干系技能进行了系统全面的知识产权布局，形成了180余项包括PCT专利、中国发明专利、美欧日韩专利在内的专利池，已得到授权专利120余项。

此外，据深圳前辈院转化处处长吴小丽先容，基于新型电池技能，团队的23项干系专利依托深圳前辈院，以知识产权作价6500万元，成功实现了技能转移转化，于2017年3月成立了深圳中科瑞能实业有限公司（简称“中科瑞能”），获现金投资2500万元，注书籍钱1亿元。
目前，项目正在进行增资扩股洽谈，进一步建成新型电池规模化产线，快速推动新型电池产品在多个领域的运用。

国际储能材料及电化学著名威信专家、美国德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授在其综述论文中指出，“该成果首次提出了双功能铝基负极的观点，匹配商业化正极如钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等，电池表现出精良的长循环稳定性，使得铝基电池具有巨大的运用潜力”。

（原标题《抗冻又耐热，深圳前辈院新型锂离子电池成功量产》）

（作者：深圳特区报 闻坤)

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