近日，某研究團隊成功研發出一種可在-60°C下工作的雙離子電池負極材料。這種材料的問世，為下一代儲能系統的雙離子電池技術發展和在極端環境下的應用提供了新的思路。
雙離子電池是一種新型的清潔能源儲存技術，具有高能量密度、長壽命、快速充放電等特點。然而，傳統的雙離子電池在低溫環境下性能較差，無法滿足一些特殊應用的需求。因此，研究團隊針對這一問題進行了深入研究，最終成功開發出一種可在-60°C下工作的雙離子電池負極材料。
這種新型負極材料采用了一種特殊的化學結構設計，使其在極低溫度下仍能保持良好的電化學性能。實驗結果表明，這種材料在-60°C下的工作穩定可靠，能量密度和循環壽命均達到了較高水平。此外，該材料還具有良好的導電性和熱穩定性，能夠在嚴寒環境下保持良好的充電和放電性能。
電動汽車、海底勘探和太空探索等領域的不斷發展對極端環境下(低于-40℃)的儲能系統提出巨大挑戰。雙離子電池具有的陰離子存儲機制無須面臨電荷轉移過程中的高反應能壘，有望突破超低溫等極端環境下的應用瓶頸。然而，雙離子電池面臨正負極反應速率不匹配問題，導致其無法發揮出最佳性能。
基于上述問題，研究團隊發現二維層狀材料Ti3C2 MXene在相對室溫(25℃)的低溫環境下表現出更優異的倍率性能與循環穩定性，并將其作為負極與聚三苯胺正極組裝成鉀雙離子電池。研究表明，低溫下電解液中鉀離子與溶劑之間的相互作用增強，使Ti3C2表面形成以有機物為主的固體電解質界面，促使Ti3C2回避了低溫下具有高反應活化能壘的脫溶劑過程，加速了Ti3C2在該體系下的動力學行為。電化學測試結果表明，該鉀雙離子電池在-60℃ 0.5 A/g循環兩萬次后的容量保持率為86.7%。
該研究攻克了超低溫環境下雙離子電池性能衰減難題，為其實際應用開辟了新途徑。在未來的研究中，研究人員可以進一步優化新型負極材料的性能，提高其在極端環境下的工作穩定性和安全性。我們期待著這項研究能夠為未來的能源科技發展帶來更多的創新和突破。
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湖北 - 武漢
2025年07月23日 ~ 26日
