Lithium battery nest in extremely low temperature? Scientists come up with new solutions

Đã xuất bản: Mar 2, 2021 17:31

Financial Associated Press (Shanghai, editor Huang Junzhi)-in order to explore more promising lithium batteries, scientists have focused on metal anodes based on pure lithium rather than the commonly used mixed materials. At the same time, in order to overcome its poor performance at low temperatures, scientists in this field have been "racking their brains" and have made some breakthroughs.

The (UCSD) team at the University of California, San Diego is reportedly trying to develop a battery that can charge Discharge at extremely low temperatures, which usually requires an additional heating system, but this time they are focusing on electrolytes, which rely on weak binding properties to release unprecedented performance in cold conditions.

It is understood that compared with the currently used graphite / copper mixed anode, pure lithium metal anode has excellent energy density, so it is considered to be a promising technology. In the face of such a big difference, some battery researchers even describe lithium metal as a "dream material" and see it as the key to breaking the bottleneck of energy density.

As a solution that carries lithium ions back and forth between the poles of the battery during the cycle, the importance of electrolytes in a battery is self-evident. The goal of the UCSD team is to develop an electrolyte that does not freeze, allowing lithium ions to move in cold environments.

Specifically, the researchers tested two types of electrolytes, one of which binds firmly to ions and the other much weaker, to verify which is more suitable for low-temperature conditions.

It was found that at-60 ℃ (- 76 degrees Fahrenheit), this group of experimental batteries with firmly bonded electrolytes could only last two cycles, and then stopped working. In contrast, batteries using weakly bound electrolytes can run smoothly after 50 cycles and maintain a capacity of 76%. If the operating temperature is changed to-40 °C (- 40 °F), this scheme can even maintain 84% capacity.

"We found that the binding of lithium ions to electrolytes and the structures occupied by ions in electrolytes are strongly related to their performance at low temperatures," said John Holoubek, lead author of the study.

It is worth mentioning that further studies on such proof-of-concept batteries also show that weakly bound electrolytes allow ions to be deposited more evenly on the battery anode, while strongly bound electrolytes lead to bulk and needle-like deposition (dendrites). This is another focus for scientists studying lithium-metal batteries, which can quickly lead to serious failures such as short circuits and failures.

"understanding the interaction between lithium ions and electrolytes at the atomic level can not only improve the low temperature performance of lithium batteries, but also help prevent the formation of dendrites," the researchers said.

Based on these findings, the team built a prototype of lithium-metal battery with sulfur-based cathode and weakly bound electrolyte. It is said that this equipment is expected to play an important role in areas such as outer space exploration and deep-sea exploration.

"the significance of this work is actually twofold," the researchers said. From a scientific point of view, it offers the opposite of conventional wisdom. Technically, this is the first lithium-metal battery that can be recharged at ultra-low temperatures, and it can also provide considerable energy density at full operation at-60 degrees Celsius. These two aspects provide a complete solution for cryogenic batteries.

Tuyên bố về Nguồn Dữ liệu: Ngoại trừ thông tin công khai, tất cả dữ liệu khác được SMM xử lý dựa trên thông tin công khai, giao tiếp thị trường và dựa trên mô hình cơ sở dữ liệu nội bộ của SMM. Chúng chỉ mang tính chất tham khảo và không cấu thành khuyến nghị ra quyết định.

Để biết thêm thông tin hoặc có thắc mắc gì, vui lòng liên hệ: lemonzhao@smm.cn
Để biết thêm thông tin về cách truy cập báo cáo nghiên cứu, vui lòng liên hệ:service.en@smm.cn
Tin Liên Quan
Điểm tin hàng ngày SMM: Giá lithium cacbonat giao ngay giảm nhẹ vào ngày 2 tháng 9
10 giờ trước
Điểm tin hàng ngày SMM: Giá lithium cacbonat giao ngay giảm nhẹ vào ngày 2 tháng 9
Đọc thêm
Điểm tin hàng ngày SMM: Giá lithium cacbonat giao ngay giảm nhẹ vào ngày 2 tháng 9
Điểm tin hàng ngày SMM: Giá lithium cacbonat giao ngay giảm nhẹ vào ngày 2 tháng 9
Hôm nay, giá giao ngay lithium carbonate cấp pin theo SMM giảm nhẹ so với phiên giao dịch trước. Hợp đồng lithium carbonate 2701 mở cửa thấp hơn ở mức 157.000 nhân dân tệ/tấn, sau đó dao động giảm. Phiên sáng giao dịch yếu quanh vùng 156.000-157.000 nhân dân tệ, mức cao trong ngày là 157.800 nhân dân tệ/tấn. Gần giữa trưa, giá giảm nhanh xuống 153.200 nhân dân tệ/tấn, chạm mức thấp mới trong ngày. Quanh giữa trưa, giá dao động lặp lại trong vùng 154.000-156.000 nhân dân tệ. Phiên chiều, phe mua đẩy giá lên trong thời gian ngắn nhưng không vượt được đường giá trung bình. Giá suy yếu trở lại vào cuối phiên, cuối cùng đóng cửa giảm 3,2% ở mức 154.800 nhân dân tệ/tấn, với khối lượng mở giảm 9.123 hợp đồng. Trên thị trường giao ngay, người mua hạ nguồn mua vào khi giá giảm theo nhu cầu. Ở mức 155.000 nhân dân tệ/tấn trở xuống, nhu cầu đặt mua giao ngay của hạ nguồn tiếp tục phục hồi. Về phía cung, khi giá giảm dần, người bán vẫn ít muốn bán giao ngay, một số nhà máy hóa chất lithium giữ giá và hạn chế bán ra. Nhìn chung, hoạt động hỏi giá và giao dịch thực tế trên thị trường tương đối sôi động.
10 giờ trước
Phân tích sản lượng lithium sulfide cấp pin tháng 8: Quý 4 có bùng nổ không? [Phân tích SMM]
11 giờ trước
Phân tích sản lượng lithium sulfide cấp pin tháng 8: Quý 4 có bùng nổ không? [Phân tích SMM]
Đọc thêm
Phân tích sản lượng lithium sulfide cấp pin tháng 8: Quý 4 có bùng nổ không? [Phân tích SMM]
Phân tích sản lượng lithium sulfide cấp pin tháng 8: Quý 4 có bùng nổ không? [Phân tích SMM]
[SMM Phân tích: Phân tích sản lượng lithium sulfide cấp pin tháng 8: Quý 4 có bùng nổ?] Trong tháng 8, sản lượng lithium sulfide của Trung Quốc đạt 7,79 tấn, tăng 3,6% so với tháng trước và tăng 143% so với cùng kỳ năm ngoái. Liệu sản lượng lithium sulfide có tăng vọt trong quý 4? Dựa trên nhu cầu hạ nguồn, hiện tại điều này tương đối khó xảy ra, nhưng mở rộng sản lượng ở mức độ nhẹ sẽ tiếp tục. Sản lượng trung bình hàng tháng dự kiến đạt khoảng 9-10 tấn, tăng nhẹ so với quý 3 thay vì bùng nổ đột biến.
11 giờ trước
[SMM Flash] Albemarle hoàn tất đấu giá tinh quặng spodumene Wodgina ở mức 2.307 USD/tấn khô CIF Trung Quốc
13 giờ trước
[SMM Flash] Albemarle hoàn tất đấu giá tinh quặng spodumene Wodgina ở mức 2.307 USD/tấn khô CIF Trung Quốc
Đọc thêm
[SMM Flash] Albemarle hoàn tất đấu giá tinh quặng spodumene Wodgina ở mức 2.307 USD/tấn khô CIF Trung Quốc
[SMM Flash] Albemarle hoàn tất đấu giá tinh quặng spodumene Wodgina ở mức 2.307 USD/tấn khô CIF Trung Quốc
SMM ngày 2/9: Albemarle đã hoàn tất vòng đấu thầu mới cho tinh quặng spodumene từ mỏ Wodgina vào hôm nay. Khối lượng đấu thầu là 15.840 tấn khô, với dung sai số lượng ±10%. Giá giao dịch cuối cùng được báo cáo ở mức 2.307 USD/tấn khô CIF Trung Quốc, quy đổi về hàm lượng 6% Li₂O. Lô hàng được định giá theo điều kiện CIF cảng Trấn Giang, Trung Quốc, chưa bao gồm VAT. Điều khoản thanh toán là trả trước bằng tiền mặt, yêu cầu thanh toán trước ngày 8/9.
13 giờ trước
Lithium battery nest in extremely low temperature? Scientists come up with new solutions - Shanghai Metals Market (SMM)