锂电池,或者说锂金属电池都采用锂金属为阳极。在过去几十年中,充电锂电池被广泛采用,用于给玩具、便携式消费设备和电动汽车等各种电子设备供电。但是,此类电池通常在室温下才能实现可靠性能,当温度低于零下10摄氏度时,其能源效率、功率和循环寿命就会显著下降。在低温下不能很好工作是此类电池的一大缺点,极大地限制其用于特别寒冷的气候地区。造成这一缺点的主要原因在于,在温度低于零下10摄氏度时,固体电解质间相(SEI)会变得不稳定,导致电池阳极在锂电镀时出现树突。
在测试中,研究人员采用新设计测量打造的新电池,发现在低温下也实现了很好的性能。更具体地说,此种方法成功地抑制了锂的电偶腐蚀以及自放电,让锂在零下60摄氏度至45摄氏度的所有温度下都可稳定沉积。
研究人员发现,用他们的方法制造出容量为2.0 mAh的锂/ LiCoO2(含锂二氧化钴)电池,可在零下15摄氏度实现200次充放电循环,充满电需要45分钟。未来,此种设计策略可能会为新型节能锂电池的发展铺平道路,让电池可以在温度低于零下10摄氏度或零下15摄氏度的国家或地区可靠地工作。