俄羅斯材料使電池能夠在 -50°C條件 下保持電荷

據介紹，使用鍺納米晶體陽極將使電池擁有前所未有的“抗寒性”成為可能。該研究成果發表在Journal of Electroanalytical Chemistry期刊上。

俄羅斯國立技術大學MIET（ NRU MIET） 的科學家表示，鋰離子電池 (LIB) 由於結合了能量密度高、重量輕和低自放電等特點而在電子設備中備受歡迎。

然而，即使是這種類型的現代電池在嚴寒中也會失去大部分容量和功率。在 -20°C 時鋰離子電池的容量僅為 +20°C 時的 10% 左右。

這種波動不只是電子設備普通用戶的問題。今天，全球趨勢是開發北極地區，那裡的溫度可降至-50°C 或更低。因此，科學家強調，開發新的耐寒電池是一個重要的技術問題。

為瞭解決這個問題，俄羅斯國立技術大學MIET(NRU MIET) 與俄羅斯科學院弗魯姆金物理化學和電化學研究所的專家團隊合成了一種絲狀鍺納米晶體，並研究了它們作為陽極（即電池的負極）材料的功能特性。

“轉換容量，即電極在正常工作期間可以釋放的電荷，對於我們的陽極來說，在 -50°C 時約為 250 mAh/g。在這樣的溫度下，最常見的石墨陽極根本不能工作，而特殊的鈦酸鋰“耐寒”陽極的容量要降低到1/3至1/2。“MIET 的研究員伊利亞·加夫里林說。

科學家們表示，在-20°C 條件下，開發的鍺陽極的容量是標準石墨陽極的 10 倍。同時，據他們介紹，其他“耐寒”材料存在一些缺點：工作電壓低、容量低、即使在室溫條件下，充電過程也非常緩慢、製造複雜等等。

“我們通過電化學方式從導電基板上的氧化鍺水溶液中獲取絲狀鍺納米晶體。由於合成納米結構的技術簡單和性能獨特，我們得以避免了許多困難，因此我們可以期待成品的成本相對較低。”俄羅斯國立技術大學MIET（ NRU MIET）  副教授阿列克謝·德羅諾夫說。

此項研究是在俄羅斯科學基金會第 20-79-10312 號項目框架下進行的。