近日，在第二十五屆中國(guó)國(guó)際高新技術(shù)成果交易會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的科研團(tuán)隊(duì)展示了一種新型鋰電池，該電池可以在零下70℃到零上80℃的寬溫域內(nèi)正常使用。

據(jù)介紹，這是我國(guó)首款具有寬溫域、低成本、長(zhǎng)壽命的電芯產(chǎn)品，相關(guān)產(chǎn)品可以應(yīng)用于光伏儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)能、通訊基站儲(chǔ)能、軌道交通、航空航天、極地科考等領(lǐng)域，尤其適用于高寒地區(qū)及亞熱帶地區(qū)，顯著擴(kuò)大了電池的應(yīng)用范圍。

目前，這項(xiàng)新型鋰離子電池技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能、動(dòng)力等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的電芯產(chǎn)品的規(guī)?；慨a(chǎn)，并已于今年6月在我國(guó)東北等地分布式儲(chǔ)能領(lǐng)域開(kāi)展應(yīng)用示范。
圖片來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)院

由于傳統(tǒng)鋰離子電池受到電池材料的限制，工作溫度在0~40℃之間，低于0℃后鋰電池放電性能顯著下降。然而，我國(guó)地域廣闊，氣溫隨地域和季節(jié)變化大，北方地區(qū)冬季溫度可以低至零下40℃以下，而南方地區(qū)夏季地表溫度高達(dá)零上50℃以上。傳統(tǒng)鋰離子電池?zé)o法適應(yīng)這樣極端的溫度條件，會(huì)導(dǎo)致北部地區(qū)清潔能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能等難以直接并網(wǎng)供電，并且在冬季電動(dòng)車無(wú)法啟動(dòng)、夏季電動(dòng)車自燃等問(wèn)題頻發(fā)。

為解決這一問(wèn)題，該團(tuán)隊(duì)歷時(shí)近10年，成功研發(fā)出了一種既抗凍又耐熱的新型鋰離子電池技術(shù)，能夠同時(shí)兼顧低溫與高溫性能。

該團(tuán)隊(duì)主要在負(fù)極材料和電解液體系方面進(jìn)行了深入研究。目前，電池的正極材料技術(shù)已接近“天花板”，要提升性能，負(fù)極材料仍有發(fā)展空間。因此，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料，并通過(guò)與商用鋰離子電池正極材料匹配，針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景研發(fā)了相應(yīng)的電解液體系，成功開(kāi)發(fā)出了新型鋁基磷酸鐵鋰電芯、鋁基錳酸鋰電芯、鋁基鈷酸鋰電芯和鋁基三元電芯等超寬溫域電池產(chǎn)品。

值得一提的是，該電池產(chǎn)品除了耐熱抗凍的特性以外，還具有高安全、長(zhǎng)續(xù)航、快充和低成本的優(yōu)勢(shì)。

在安全性能方面，常規(guī)鋰電池隨著使用不斷產(chǎn)生鋰枝晶，既影響充電能力，還可能刺穿隔膜，帶來(lái)電池短路等隱患。而團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新型鋁基負(fù)極在低溫和過(guò)充條件下能有效緩解鋰枝晶的產(chǎn)生，提高了安全性。

在續(xù)航性能上，得益于鋁基負(fù)極材料高的理論容量，該電池能量密度較傳統(tǒng)鋰離子電池提升13%～25%，能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)續(xù)航。此外，由于鋁基復(fù)合負(fù)極的優(yōu)異導(dǎo)電性能，產(chǎn)品還表現(xiàn)出卓越的快充性能，20分鐘即可充滿電，為半小時(shí)充電需求提供了解決方案。

在成本方面，基于鋁基復(fù)合負(fù)極的性能優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合開(kāi)發(fā)的高性能電解液體系，低溫電池產(chǎn)品可以擺脫對(duì)昂貴的納米級(jí)正極材料的依賴，電池成本可以降低10%-30%。

據(jù)深圳先進(jìn)院轉(zhuǎn)化處處長(zhǎng)吳小麗介紹，基于新型電池技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)23項(xiàng)相關(guān)專利依托深圳先進(jìn)院，以知識(shí)產(chǎn)權(quán)作價(jià)6500萬(wàn)元，成功實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，并于2017年3月成立深圳中科瑞能實(shí)業(yè)有限公司。此外，團(tuán)隊(duì)已在四川廣元啟動(dòng)建設(shè)超寬溫域電芯和PACK制造基地，占地200畝，首期投資規(guī)模12.7億元。

經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)多年的技術(shù)攻關(guān)，新型寬溫域電池技術(shù)已成熟并進(jìn)入市場(chǎng)推廣階段，目前已與電動(dòng)自行車頭部企業(yè)、新能源汽車頭部企業(yè)、能源頭部企業(yè)、能源領(lǐng)域央企等建立了廣泛且深入的合作。提供的批量電芯性能評(píng)估已滿足使用需求。

相關(guān)企業(yè)實(shí)測(cè)結(jié)果表明，使用針對(duì)低速電動(dòng)車開(kāi)發(fā)的鋁基∥錳酸鋰電芯產(chǎn)品針對(duì)新能源汽車開(kāi)發(fā)的鋁基∥磷酸鐵鋰電芯產(chǎn)品可在-30°C鋰電條件下高效充電，充電容量超過(guò)初始容量的91%，將有望解決電動(dòng)汽車冬季續(xù)航縮水和低溫啟動(dòng)困難的難題。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)院