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德克萨斯农工大学成果:聚合物电池耐寒且稳定充放电

德克萨斯农工大学研究人员近日宣布,开发出一款可在零下40摄氏度环境下持续工作的新型电池。该研究由工程学院化学工程教授兼科

德克萨斯农工大学研究人员近日宣布,开发出一款可在零下40摄氏度环境下持续工作的新型电池。该研究由工程学院化学工程教授兼科研副院长乔迪·卢特肯豪斯博士领导,成果已发表于《材料化学A》期刊。

传统电池在低温环境下性能下降,主要原因是液态电解质结冰,导致电荷无法传输。卢特肯豪斯表示:“我们在2024年芝加哥寒潮中看到,电动汽车电池因温度过低而无法在充电站充电。”研究团队采用一种基于二甘醇二甲醚的低温电解液,该电解液在传统电解液开始结晶的温度下仍能保持流动性和导电性。同时,团队以氧化还原活性聚合物替代传统无机电极材料,这种软聚合物材料在低温下反应速度更快,避免了硬质材料反应迟缓的问题。

测试数据显示,该电池在0°C时保持85%容量,在零下40°C时仍能维持55%容量。此外,研究团队用碳纤维编织物替代金属集流体,在增强电池机械强度的同时减轻整体重量,形成兼具储能与结构承载功能的“结构电池”。卢特肯豪斯指出:“通过制造与结构融为一体的电池,我们可以同时减轻重量并提高耐用性。”

该电池设计目前仍处于实验室研究阶段。卢特肯豪斯认为,可靠的低温储能技术对于应对极端天气下的电力缺口具有潜在价值。她说:“遇到特大暴风雪或寒潮,电网可能会瘫痪。电池可以弥补这些停电和电力缺口。如果我们想要一个四季皆宜的能源系统,我们就需要不受温度波动影响的储能设备。”

(来源:维度网)