中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在剛剛過(guò)去的周末里，特斯拉公布了一個(gè)好消息：平價(jià)車(chē)型Model 3的動(dòng)力電池已經(jīng)正式在內(nèi)華達(dá)州超級(jí)電池工廠Gigafactory 1投產(chǎn)，預(yù)計(jì)7月進(jìn)行量產(chǎn)。
電池一直是電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)，因此特斯拉也從未猶豫在其研發(fā)上砸錢(qián)，甚至在近期將其價(jià)格降低到了150美元/千瓦時(shí)。
不過(guò)，特斯拉的電池依舊有它的“阿喀琉斯之踵”。特斯拉在Model S的說(shuō)明書(shū)中著重強(qiáng)調(diào)：
“請(qǐng)不要將Model S置于60°C（140°F）以上或零下30°C（-22°F）以下超過(guò)24小時(shí)?！?
不過(guò)，在夏天高溫直射金屬車(chē)身、或者冬天大雪不慎掩埋汽車(chē)的時(shí)候，幾乎所有電動(dòng)汽車(chē)廠商都需要面對(duì)極端溫度對(duì)電池的不利影響。
這一次，據(jù)媒體報(bào)道，加州圣迭戈大學(xué)的研究者們帶來(lái)的抗凍鋰電池，能夠讓我們?cè)诹阆?0°C里放心地開(kāi)電動(dòng)汽車(chē)了。
美國(guó)東部每年冬天的大雪——如果汽車(chē)要被掩埋在這樣的大雪里，你是不會(huì)選擇買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)的。
“液化氣”電解質(zhì)——到底有多神奇？
初中物理就對(duì)我們講述過(guò)，電池的組成部分是正極、負(fù)極以及電解質(zhì)，而電解質(zhì)一直是提高電池性能的一大瓶頸。
在傳統(tǒng)電池中，我們多數(shù)見(jiàn)到的是液態(tài)電解質(zhì)：它們較為安全，同時(shí)成本低廉，適合大多數(shù)情況下的使用。但是對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，液態(tài)電解質(zhì)的研究已經(jīng)達(dá)到了極限；不少人因此把目光轉(zhuǎn)向固態(tài)電解質(zhì)。
與此同時(shí)，孟穎教授（Prof. Shirley Meng）和她的研究團(tuán)隊(duì)卻反其道而行之，使用氟甲烷和二氟甲烷液化氣制作鋰電池和超級(jí)電容器的電解質(zhì)，將這兩種設(shè)備的工作溫度分別降低至零下60°C和零下80°C。孟教授及其研究組的論文最近被發(fā)表在Science雜志上。
加州圣迭戈大學(xué)研究人員測(cè)試液化氣電解質(zhì)的研究人員。
“液化氣電池”的優(yōu)點(diǎn)還不止低溫這一個(gè)：新型電解質(zhì)的使用也讓電池裝配了“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。如果電池溫度過(guò)熱，液化氣電解質(zhì)就無(wú)法再析出離子，從而將這個(gè)電池“關(guān)閉”，溫度下降時(shí)才能再次“開(kāi)啟”。
否則，傳統(tǒng)電池中的“熱失控”效應(yīng)會(huì)讓高溫帶來(lái)電池內(nèi)部更多的化學(xué)反應(yīng)，從而使電池因過(guò)熱而膨脹、毀壞，甚至危及電池板上的“鄰居”。
這些電池的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是延長(zhǎng)了傳統(tǒng)鋰電池的壽命。
研究人員表示，盡管鋰一直被認(rèn)為是作為電池正極的最佳材料，但鋰金屬活性大，使新電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)成為了一個(gè)難題。
與傳統(tǒng)電解液反應(yīng)的鋰金屬會(huì)在電極表面形成針尖狀突起，在電極上形成分隔，造成充放電次數(shù)過(guò)少；而新電解質(zhì)和鋰金屬的反應(yīng)較少，并不會(huì)形成類(lèi)似突起，因此延長(zhǎng)電池壽命。
可是我并不會(huì)在零下60°C開(kāi)車(chē)啊，這些鋰電池該給誰(shuí)用呢？
盡管新型電池所涉及的低溫工作環(huán)境非常少見(jiàn)，孟教授依然對(duì)她的研究成果充滿信心。她表示，這些鋰電池不僅能夠讓電動(dòng)汽車(chē)的使用者在極端溫度下更安心，還能夠在天空中“大展拳腳”。
“要想造出性價(jià)比更高的電動(dòng)汽車(chē)，更優(yōu)秀的電池必不可少。當(dāng)電池和超級(jí)電容的溫度適用范圍擴(kuò)大時(shí)，它們能被應(yīng)用于更多的新興市場(chǎng)中……
我認(rèn)為我們這項(xiàng)‘不走尋常路’的研究能鼓舞更多科學(xué)家和研究者們進(jìn)行這一領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)?！?
NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的兩位科學(xué)家們站在火星車(chē)原型中間。這些原型最終發(fā)展出了旅居者號(hào)、勇氣號(hào)、機(jī)遇號(hào)、好奇號(hào)等火星車(chē)。
文章的第一作者，博士后Cyrus Rustomji也表示：
“火星車(chē)的工作溫度非常低，現(xiàn)有的大部分電池都難以達(dá)到；而我們研發(fā)的新型電池能夠在不添加龐大、貴重的加熱設(shè)備時(shí)滿足其要求?！?
研究人員信心滿滿地表示，他們下一步要實(shí)現(xiàn)鋰電池在更低溫度下（零下100°C）工作的目標(biāo)，為火星探測(cè)，甚至木星、土星等深空探測(cè)裝置提供全新供能技術(shù)。
