新型雙離子電池負極材料可在60℃工作

哈爾濱工業大學教授王振波團隊開發出可在-60℃工作的雙離子電池負極材料，有望為新一代儲能系統雙離子電池技術的發展與在極端場景中的應用提供新思路。相關成果近日發表于《德國應用化學》。

　　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。