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

เผยแพร่แล้ว: 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.

คำชี้แจงแหล่งที่มาของข้อมูล: นอกจากข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะแล้ว ข้อมูลอื่นๆ ทั้งหมดได้รับการประมวลผลโดย SMM จากข้อมูลสาธารณะ การสื่อสารกับตลาด และการพึ่งพาแบบจำลองฐานข้อมูลภายในของ SMMข้อมูลเหล่านี้มีไว้เพื่ออ้างอิงเท่านั้น ไม่ถือเป็นข้อเสนอแนะในการตัดสินใจ

หากมีข้อสงสัยหรือต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติม กรุณาติดต่อ: lemonzhao@smm.cn
หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการเข้าถึงรายงานการวิจัยของเรา โปรดติดต่อ:service.en@smm.cn
ข่าวที่เกี่ยวข้อง
SMM รีวิวรายวัน: ราคาสปอตลิเธียมคาร์บอเนตปรับตัวลดลงในวันที่ 2 กันยายน
11 ชั่วโมงที่แล้ว
SMM รีวิวรายวัน: ราคาสปอตลิเธียมคาร์บอเนตปรับตัวลดลงในวันที่ 2 กันยายน
อ่านเพิ่มเติม
SMM รีวิวรายวัน: ราคาสปอตลิเธียมคาร์บอเนตปรับตัวลดลงในวันที่ 2 กันยายน
SMM รีวิวรายวัน: ราคาสปอตลิเธียมคาร์บอเนตปรับตัวลดลงในวันที่ 2 กันยายน
วันนี้ ราคาสปอตลิเทียมคาร์บอเนตเกรดแบตเตอรี่ของ SMM ปรับตัวลดลงเมื่อเทียบกับวันซื้อขายก่อนหน้า สัญญาลิเทียมคาร์บอเนต 2701 เปิดตลาดต่ำลงที่ 157,000 หยวน/ตัน จากนั้นผันผวนในทิศทางขาลงหลังเปิดตลาด ในช่วงเช้าซื้อขายอ่อนตัวบริเวณ 156,000-157,000 หยวน โดยทำจุดสูงสุดระหว่างวันที่ 157,800 หยวน/ตัน ใกล้เที่ยงราคาร่วงลงอย่างรวดเร็วสู่ 153,200 หยวน/ตัน ทำจุดต่ำสุดใหม่ระหว่างวัน ราวเที่ยงราคาแกว่งตัวไปมาซ้ำ ๆ ในกรอบ 154,000-156,000 หยวน ช่วงบ่ายฝั่งซื้อดันราคาขึ้นช่วงสั้น ๆ แต่ไม่สามารถทะลุเส้นราคาเฉลี่ยได้ ราคาอ่อนตัวอีกครั้งในช่วงท้ายตลาด ปิดลดลง 3.2% ที่ 154,800 หยวน/ตัน โดยปริมาณสัญญาคงค้างลดลง 9,123 สัญญา ในตลาดสปอต ผู้ซื้อปลายน้ำเข้าซื้อเมื่อราคาย่อตัวตามความจำเป็น ที่ระดับ 155,000 หยวน/ตันหรือต่ำกว่า ความต้องการสั่งซื้อสปอตของปลายน้ำยังคงฟื้นตัวอย่างต่อเนื่อง ด้านอุปทาน เมื่อราคาปรับตัวลดลง ความเต็มใจขายสปอตยังคงอ่อนแอ โดยโรงงานเคมีลิเทียมบางแห่งตั้งราคาแข็งและชะลอการขาย โดยรวมแล้ว การสอบถามราคาและธุรกรรมจริงในตลาดค่อนข้างคึกคัก
11 ชั่วโมงที่แล้ว
การวิเคราะห์การผลิตลิเทียมซัลไฟด์เกรดแบตเตอรี่เดือนสิงหาคม: ไตรมาส 4 จะเห็นการพุ่งขึ้นหรือไม่? [บทวิเคราะห์ SMM]
12 ชั่วโมงที่แล้ว
การวิเคราะห์การผลิตลิเทียมซัลไฟด์เกรดแบตเตอรี่เดือนสิงหาคม: ไตรมาส 4 จะเห็นการพุ่งขึ้นหรือไม่? [บทวิเคราะห์ SMM]
อ่านเพิ่มเติม
การวิเคราะห์การผลิตลิเทียมซัลไฟด์เกรดแบตเตอรี่เดือนสิงหาคม: ไตรมาส 4 จะเห็นการพุ่งขึ้นหรือไม่? [บทวิเคราะห์ SMM]
การวิเคราะห์การผลิตลิเทียมซัลไฟด์เกรดแบตเตอรี่เดือนสิงหาคม: ไตรมาส 4 จะเห็นการพุ่งขึ้นหรือไม่? [บทวิเคราะห์ SMM]
[SMM วิเคราะห์: การวิเคราะห์การผลิตลิเทียมซัลไฟด์เกรดแบตเตอรี่เดือนสิงหาคม: ไตรมาส 4 จะพุ่งขึ้นหรือไม่?] ในเดือนสิงหาคม การผลิตลิเทียมซัลไฟด์ของจีนอยู่ที่ 7.79 เมตริกตัน เพิ่มขึ้น 3.6% จากเดือนก่อน และเพิ่มขึ้น 143% จากปีก่อน การผลิตลิเทียมซัลไฟด์จะพุ่งขึ้นในไตรมาส 4 หรือไม่? เมื่อพิจารณาจากอุปสงค์ปลายน้ำแล้ว ขณะนี้ค่อนข้างไม่น่าเป็นไปได้ แต่การขยายปริมาณเล็กน้อยจะยังคงดำเนินต่อไป คาดว่าการผลิตเฉลี่ยต่อเดือนจะอยู่ในช่วง 9-10 เมตริกตัน โดยเพิ่มขึ้นเล็กน้อยจากไตรมาส 3 แทนที่จะพุ่งขึ้นอย่างรวดเร็ว
12 ชั่วโมงที่แล้ว
[SMM Flash] Albemarle ปิดการประมูลสปอดูมีนเข้มข้น Wodgina ที่ราคา 2,307 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อตันแห้ง CIF จีน
14 ชั่วโมงที่แล้ว
[SMM Flash] Albemarle ปิดการประมูลสปอดูมีนเข้มข้น Wodgina ที่ราคา 2,307 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อตันแห้ง CIF จีน
อ่านเพิ่มเติม
[SMM Flash] Albemarle ปิดการประมูลสปอดูมีนเข้มข้น Wodgina ที่ราคา 2,307 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อตันแห้ง CIF จีน
[SMM Flash] Albemarle ปิดการประมูลสปอดูมีนเข้มข้น Wodgina ที่ราคา 2,307 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อตันแห้ง CIF จีน
SMM 2 กันยายน: Albemarle เสร็จสิ้นการประมูลรอบใหม่สำหรับสปอดูมีนเข้มข้นจากเหมือง Wodgina ในวันนี้ ปริมาณการประมูลอยู่ที่ 15,840 เมตริกตันแห้ง โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนของปริมาณ ±10% ราคาซื้อขายสุดท้ายรายงานอยู่ที่ 2,307 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อเมตริกตันแห้ง CIF จีน ปรับเป็นมาตรฐาน Li₂O 6% สินค้าราคาอิงตามเงื่อนไข CIF ท่าเรือเจิ้นเจียง ประเทศจีน ไม่รวมภาษีมูลค่าเพิ่ม เงื่อนไขการชำระเงินเป็นเงินสดล่วงหน้า โดยต้องได้รับการชำระเงินภายในวันที่ 8 กันยายน
14 ชั่วโมงที่แล้ว