韩国科学技术研究院(KAIST)的研究人员成功开发一种名为异丁腈(isoBN)的新型电解液,以替代过去常用的碳酸乙烯酯基电解液。
Source: Getty Images/triloks
韩国科学技术研究院的研究人员日前在电动汽车技术领域取得重大进展,成功开发出一种新型电解液,有望将电池充电时间大幅缩短至15分钟。
由Choi Nam-soon教授领导的研究团队与韩国科学技术研究院材料科学与工程学院的Hong Seung-beom教授合作,开发了一种名为异丁腈的电解质溶液,以替代传统的碳酸乙烯酯基电解液。这项研究成果已发表于国际期刊《Advanced Materials》。
随着电动汽车日益普及,汽车行业面临的主要挑战之一是加快电池的充电速度。传统锂离子电池的充电速度受限主要是由于碳酸乙烯酯基电解液的粘度较高,导致锂离子在电解液中的移动速度减慢,并在阳极表面形成一层较厚的界面层。这不仅会减慢充电速度,还会在充电过程中导致金属锂在阳极上堆积,从而缩短电池寿命并增加电池起火风险。
异丁腈电解液的粘度较低(比碳酸乙烯酯低55%),离子电导性较高(高54%),有助于锂离子在电池内更高效地移动,不仅使电池能在15分钟内完成充电,而且在经过300次充放电循环后,电池容量依然能达到94.2%。此外,使用异丁腈电解液还能有效防止锂在阳极上堆积,解决了影响电池寿命和安全相关的关键问题。
研究团队首次利用原子力显微镜观察到锂离子的移动情况,揭示了电解液成分对电池内部结构和性能的影响。这一突破为电动汽车电池长久以来存在的充电时间长及使用寿命缩短等问题提供了解决方案。此外,异丁腈电解液预计还能在低至零下10摄氏度的极低温度下保持良好性能,即使在寒冷气候下也能确保电池的高效使用。
Choi教授强调,这一新型腈基电解液技术成功攻克了与充电时间相关的限制问题,有助于加速电动汽车的普及。这一快充技术的潜在应用将不仅限于电动汽车,还可延伸至储能系统、无人机及航空航天领域,有望对诸多领域产生深远影响。
作者:ATI News Team
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