去年年底在懷柔科學(xué)城“搶跑”試運(yùn)行的科研裝置和平臺(tái)近來捷報(bào)頻傳,科研新發(fā)現(xiàn)、新成果陸續(xù)涌現(xiàn)。記者4月21日從懷柔科學(xué)城管委會(huì)獲悉,位于中科院物理所懷柔園區(qū)的清潔能源材料測(cè)試診斷與研發(fā)平臺(tái)內(nèi),首批投入研究的項(xiàng)目取得重要進(jìn)展。研究人員通過開發(fā)一種電解液添加劑,讓目前能量密度最高的鋰/氟化石墨一次電池大大提升了放電速度,由此可以讓這種電池在更多大功率場景應(yīng)用。
物理所全景。
提起鋰/氟化石墨一次電池,很多人會(huì)覺得有些陌生。“這是目前能量密度最高的電池?!蔽锢硭鶓讶嵫芯坎坷钊┦拷榻B:“但這種電池也有一個(gè)明顯的缺陷,就是其氟化石墨的材質(zhì)不支持二次充電,因此目前只能做一次性的電池,應(yīng)用于一些特殊的醫(yī)療、軍工等領(lǐng)域?!?/p>
高能量密度電池能夠承載更大的能量,但如何讓能量快速釋放是李泉博士等科研人員研究的方向。而這一項(xiàng)目,也成為了懷柔科學(xué)城清潔能源平臺(tái)試運(yùn)行以來,首批“開跑”的研究項(xiàng)目。“懷柔科學(xué)城給我們提供了更優(yōu)新的設(shè)備,設(shè)備指標(biāo)更先進(jìn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更充分,加速了研究進(jìn)度。”李泉說。
經(jīng)過幾個(gè)月的實(shí)驗(yàn),項(xiàng)目取得了重大進(jìn)展。研究人員開發(fā)出一種三氟化硼氣體電解液添加劑,使得鋰/氟化石墨一次電池的倍率性能大幅提升?!巴ㄋ捉忉?,就如同快速充電技術(shù)一樣,我們的研究是讓電池能夠快速放電,從而滿足更大功率場景的應(yīng)用需求,比如作為軌道交通設(shè)施的應(yīng)急電源,以及應(yīng)用于大功率農(nóng)機(jī)設(shè)備等。”李泉說。
科研人員進(jìn)行試驗(yàn)。
近期,這一新發(fā)現(xiàn)已發(fā)表于材料科學(xué)領(lǐng)域國際著名學(xué)術(shù)期刊《Energy Storage Materials》(影響因子)上。相比以往提升鋰/氟化石墨一次電池倍率性的手段,三氟化硼氣體電解液添加劑具有操作簡便、成本低、放電速度快等優(yōu)勢(shì)。對(duì)比以往電池,李泉表示,采用電解液添加劑后,電池快速放電的功率會(huì)提升4倍乃至更多。
鋰/氟化石墨一次電池的研究進(jìn)展成為懷柔科學(xué)城“搶跑”進(jìn)入科研狀態(tài),加速成果產(chǎn)出的一個(gè)縮影。去年10月底,隨著中科院物理所懷柔園區(qū)的率先投用,園區(qū)內(nèi)綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置、材料基因組平臺(tái)、清潔能源材料平臺(tái)(“一裝置兩平臺(tái)”)進(jìn)入科研試運(yùn)行狀態(tài),科研人員爭分奪秒開始了科研工作。在與清潔能源平臺(tái)相鄰的材料基因組研究平臺(tái),物理所研究員趙懷周跟團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了國內(nèi)首臺(tái)工業(yè)規(guī)模碲化鉍材料熱壓縮徑的實(shí)驗(yàn)樣機(jī),讓這一長期依賴進(jìn)口的材料實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
中科院物理所供圖