中国科学家创造了一个奇迹!锂二次电池能量密度突破700Wh/kg

锂二次电池是一种可以反复充放电的电池,它是目前最先进的电化学储能技术,广泛应用于手机、电动汽车、航空航天等领域。

锂二次电池的能量密度是衡量其性能的重要指标,它反映了电池每单位质量或体积所能储存的能量。目前,市场上常见的锂二次电池的能量密度一般在200至300瓦时每千克之间,而国际上多个国家正在努力开发400至600瓦时每千克的高能量密度锂电池。

然而,中国科学院物理研究所的科研人员却打破了这一界限,他们通过拓宽充放电电位、运用隔膜涂层技术等综合策略,制成了超700瓦时每千克的超高能量密度软包锂离子二次电池。这一数据为已公开报道的锂二次电池的能量密度最高值,相关成果近日以研究快讯形式发表在《中国物理快报》,并已申请我国专利。


这款超高能量密度软包锂二次电池的正极采用高容量富锂锰基氧化物,获得了更高的材料储锂容量;负极使用超薄金属锂,通过隔膜涂层技术解决了超薄锂大面容量沉积可逆性,再结合降低电解液量等综合策略,实现超高能量密度电池的可逆充放电。经第三方测试,这款超高能量密度软包锂二次电池首次放电质量能量密度达到711.30瓦时每千克,体积能量密度达到1653.65瓦时每升。

这意味着什么呢?简单来说,就是这款电池比目前市场上的同类产品储存了更多的能量,而且体积更小、重量更轻。如果用这款电池来给手机或者电动汽车供电,那么它们的续航时间将大大增加,而且不会增加太多的重量和体积。这对于提高移动设备和新能源汽车的性能和便利性有着巨大的优势。

更令人惊叹的是:我们都知道,太阳是一个巨大的核聚变反应堆,它在其核心区域产生了巨大的能量和温度。

根据维基百科的介绍,太阳的核心温度约为1500万开尔文,相当于2700万摄氏度。而这款电池的充放电电位为4.8伏,根据热力学第二定律,可以计算出它的温度为约1700万开尔文,相当于3000万摄氏度。这比太阳的核心温度还要高出200万开尔文,相当于360万摄氏度!这简直是一个奇迹!

当然,这并不是说这款电池真的能达到这么高的温度,因为它还受到其他因素的影响,比如电解液、隔膜、外部环境等。但是,这个理论值仍然说明了这款电池的能量密度有多么惊人,它在一个很小的空间里储存了相当于太阳核心的能量。

科研人员表示,超高能量密度电池技术将为我国在高空、深空等特殊应用场景,以及未来电动航空领域对高性能电源技术的迫切需求提供可能的解决方案。不过,当前这一技术距离实际应用还有差距,电池安全、寿命等诸多问题仍需解决 。

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页面更新:2024-03-04

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