最新研究：新型超级电池可承受各种极端温度

一项新研究发现，一种新型电池可在极热或极冷的温度下使用更长时间。科学家们表示，这种电池让电动车在低温下一次充电可行驶得更远，并且，高温下也不易过热。这将减低电动车充电频率，并延长电池寿命。

高性能超级电池示意图

这个美国研究小组在高能锂电池中添加了一种化学物质，可用来抵抗极端气温。

加州大学圣地亚哥分校的陈政教授说：“在电动汽车中，电池组通常位于车身的地板以下，靠近滚烫的路面。此外，电池在运行过程也会因电流通过而升温。如果电池不能承受这种高温，其性能将迅速下降。因此，需要在高温环境中进行测试。”

在7月4日发表于《美国国家科学院院刊》的一篇论文中，研究人员描述了在测试中，电池是怎样在50摄氏度和零下40摄氏度下分别保持115.9%和87.5%高能量的；并且，还分别具有98.7%和98.2%的高库仑效率（Coulombic efficiency），这意味着电池在寿终前可以有更多的充电次数。

这要归功于由锂盐和二丁醚（dibutyl ether）制成的电解质，二丁醚是一种无色液体，用于制药。二丁醚之所以有帮助，是由于其分子在电池运行时很容易释放锂离子，并提高电池在零下低温时的性能。此外，二丁醚也能够承受高温，因其沸点在141摄氏度，就是说，它在高温下还能够保持液态。

这种电解液的特别之处在于它可以与锂硫电池一起使用，可反复充电，阳极由锂制成，阴极由硫制成。阳极和阴极是电池中电流通过的两端。

锂硫电池（Lithium-sulfur battery）是下一代的电动车电池，因其每公斤存储量是目前锂离子电池的两倍。能让电动车既不增加电池重量又可把行程翻倍，同时降低成本。

与传统锂离子电池阴极的钴相比，硫的含量也更丰富，对环境造成的危害也更少。

通常情况下，锂硫电池存在一些问题——硫正极的反应性很强，以至于当电池运行时常常会溶解，在更高的温度下情况会变得更糟。

锂金属阳极可以形成称为枝晶的针状结构，能够刺穿电池，导致短路。因此，这种电池只能充电几十次。

加州大学开发的二丁醚电解质解决了这些问题，使电池能够应对极端温度，从而延长寿命。

“如果你想要一个能量密度高的电池，你通常需要使用非常厉害、复杂的化学物质，”陈政教授说。“高能量意味着反应更多，稳定性更低，降解更多。制造稳定的高能电池本身就是一项艰钜的任务——试图在很宽的温度范围内做到这一点尤其不易。我们的电解质有助于同时改善电池的阴极和阳极，同时提供高导电性和界面稳定性。”

该团队还通过将硫阴极嫁接到聚合物上来加强稳定性，这可以防止更多的硫溶解到电解液中。

他们下一步的研究目标是进一步改进电池的化学组成，使其在更高的温度下工作，并进一步提高电池的充电次数。