高速长寿命的锂离子电池通过预锂化策略改善了低温性能

冬天天气寒冷时，汽车往往会出现问题。对于电动汽车而言，这并不是更好，因为电动汽车在冰点温度下不可避免地会损失可充电锂离子电池的容量。现在，科学家提出了一种避免电池动力学下降的策略。在发表在Angewandte Chemie期刊上的一项研究中，他们设计了一种电池系统，该系统具有耐寒的硬碳阳极和强大的富锂阴极，并集成了重要的初始锂化步骤。

“非石墨化”或“硬”碳是电池技术中有前途的低成本阳极材料。即使在低温下，它也表现出锂离子的快速嵌入动力学。在电池单元的充电/放电期间，锂离子从阴极通过电解质迁移到阳极，反之亦然。如果阳极材料(通常是石墨)含有预先存储的锂，则进入的锂离子的体积变化被平整，以确保更长的电池寿命和更快的充电/放电动力学。预锂化硬碳已被证明是锂离子电容器中的坚固材料。然而，涉及纯锂电极的预锂化过程复杂且昂贵。因此，替代的预先制定策略受到复旦大学王永刚及其团队的青睐，

他们引入了富锂的磷酸钒电极代替额外的锂电极，用于锂化和正常电池操作。在第一次充电过程中，阴极将一些锂离子丢失到阳极，在那里它们被插入并储存。然后，科学家们将锂还原的磷酸钒阴极和预锂化的硬碳阳极(Li(x)C)结合起来，形成了一个工作的锂离子电池系统。科学家解释说，这种完整的电池“保持了传统锂离子电池的高能量密度特性，并具有超级电容器般的高功率和长循环寿命”。此外，它在低至零下40摄氏度的温度下保持约三分之二的容量。传统的锂离子电池仅保留10%。“

仍存在缺陷的是在极冷条件下失去导电性的电解质。如果这一点得到解决，这个系统可能会提供一个有吸引力的设计，以获得最佳性能，耐寒的电动汽车发动机。

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