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科学家提出全气候电池设计框架

作者: admin来源: 本站时间:2025-11-09

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锂离子电池虽是目前最主流的储能设备,却存在明显短板:低温环境下难以全功率运行,高温时可能发生爆炸。为攻克这一难题,美国宾夕法尼亚州立大学科学家日前在《焦耳》杂志上发表论文,提出一项创新的全气候电池设计框架,有望让锂离子电池在宽温域范围实现高效、稳定的电力存储。

目前锂离子电池的工作温度范围介于-30℃—45℃之间。随着电动汽车、数据中心等高温大型系统的普及,电池的稳定性面临严峻挑战。尽管现有系统常依赖外部加热或冷却装置来维持运行,但这些设备不仅笨重耗电,还需频繁维护,效率低下。即便采取温控措施,锂离子电池在低温下仍会性能衰减,高温下则容量与稳定性双双下降,极大限制了其在太空等极端环境中的应用。

为此,团队提出在全气候电池内部集成加热元件,使其既能在高温环境安全稳定工作,也可借助自发热机制应对严寒环境。在新设计中,电池内部加热结构采用厚度仅约10微米的镍箔,完全由电池自身供电,不仅赋予系统自我调节温度的能力,还几乎不增加电池的重量或体积。

这一设计实现了多重突破:电池可靠运行的温度范围扩展至-50℃—75℃,适用于传统锂离子电池难以胜任的场景。通过将热管理功能内置,不仅显著节省了电池系统的占用空间,也摆脱了对外部温控设备的依赖,大幅简化了系统结构。(刘霞)

来源:科技日报

(责任编辑:王婉莹)


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