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哈爾濱工業(yè)大學(xué) 新型雙離子電池負(fù)極材料可在-60℃工作
文章來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 更新時(shí)間：2024-07-16 16:10:48
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本報(bào)訊（記者孫丹寧）哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授王振波團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出可在-60℃工作的雙離子電池負(fù)極材料，有望為新一代儲(chǔ)能系統(tǒng)雙離子電池技術(shù)的發(fā)展與在極端場(chǎng)景中的應(yīng)用提供新思路。相關(guān)成果近日發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》。
電動(dòng)汽車、海底勘探和太空探索等領(lǐng)域的不斷發(fā)展對(duì)極端環(huán)境下（低于-40℃）的儲(chǔ)能系統(tǒng)提出巨大挑戰(zhàn)。雙離子電池具有的陰離子存儲(chǔ)機(jī)制無(wú)須面臨電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程中的高反應(yīng)能壘，有望突破超低溫等極端環(huán)境下的應(yīng)用瓶頸。然而，雙離子電池面臨正負(fù)極反應(yīng)速率不匹配問(wèn)題，導(dǎo)致其無(wú)法發(fā)揮出最佳性能。 基于上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)二維層狀材料Ti3C2 MXene在相對(duì)室溫（25℃）的低溫環(huán)境下表現(xiàn)出更優(yōu)異的倍率性能與循環(huán)穩(wěn)定性，并將其作為負(fù)極與聚三苯胺正極組裝成鉀雙離子電池。研究表明，低溫下電解液中鉀離子與溶劑之間的相互作用增強(qiáng)，使Ti3C2表面形成以有機(jī)物為主的固體電解質(zhì)界面，促使Ti3C2回避了低溫下具有高反應(yīng)活化能壘的脫溶劑過(guò)程，加速了Ti3C2在該體系下的動(dòng)力學(xué)行為。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，該鉀雙離子電池在-60℃ 0.5 A/g循環(huán)兩萬(wàn)次后的容量保持率為86.7%。 該研究攻克了超低溫環(huán)境下雙離子電池性能衰減難題，為其實(shí)際應(yīng)用開(kāi)辟了新途徑。 相關(guān)論文信息： https://doi.org/10.1002/anie.202406765 《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2024-07-15 第3版 綜合)
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