用超濃縮電解質實現的高壓鋰離子電池

(Tech Xplore)—電動汽車中下一代鋰離子電池面臨的最大挑戰之一是尋找進一步擴大續駛里程的方法。一種方法是將電池電壓從目前的4伏增加到5伏。然而，問題在于，在僅進行100次充電/放電循環后，較高的電壓通常會導致超過50%的嚴重容量損失。

現在，在一項新的研究中，研究人員找到了一種克服容量損失的方法，該方法是開發一種5伏的鋰離子電池，該電池可以使用超濃縮鋰基電解質在100個循環中保持90%以上的容量。

位于東京大學，京都大學，JST PRESTO和國家材料科學研究所的研究人員Wang Jianhui等人在最近一期的《自然通訊》上發表了有關超濃縮電解質的論文。

東京大學教授山田厚雄(Atsuo Yamada)對Tech Xplore表示： “使用超濃縮電解質的5伏電池比目前的4伏電池具有更高的能量密度，同時具有可比的功率密度。”

他解釋說，5伏電池的較小尺寸和重量也有助于延長電動汽車的行駛距離。

他說：“電動汽車的電池組由許多串聯連接的電池組成，以獲得驅動汽車所需的高電壓(例如幾百伏)。” “使用更高電壓的電池單元可以減少串聯連接的電池單元的數量，從而減小整個電池組的尺寸和重量，從而可以擴大電動汽車的行駛范圍。”

通常，迄今為止困擾大多數高壓鋰離子電池的容量損失是由與電解質鹽穩定性有關的折衷導致的。高度穩定的電解質鹽具有抑制電池過渡金屬電極溶解的優點，但也具有加速電池鋁集流體溶解的缺點。不穩定的電解質鹽(例如，廣泛使用的LiPF 6)具有完全相反的作用。無論哪種情況，溶解都會導致嚴重的容量損失。