去年年底在懷柔科學城“搶跑”試運行的科研裝置和平臺近來捷報頻傳,科研新發(fā)現(xiàn)、新成果陸續(xù)涌現(xiàn)。記者4月21日從懷柔科學城管委會獲悉,位于中科院物理所懷柔園區(qū)的清潔能源材料測試診斷與研發(fā)平臺內,首批投入研究的項目取得重要進展。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用。
物理所全景。
提起鋰/氟化石墨一次電池,很多人會覺得有些陌生?!斑@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明顯的缺陷,就是其氟化石墨的材質不支持二次充電,因此目前只能做一次性的電池,應用于一些特殊的醫(yī)療、軍工等領域?!?/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。而這一項目,也成為了懷柔科學城清潔能源平臺試運行以來,首批“開跑”的研究項目?!皯讶峥茖W城給我們提供了更優(yōu)新的設備,設備指標更先進,實驗數(shù)據(jù)更充分,加速了研究進度?!崩钊f。
經(jīng)過幾個月的實驗,項目取得了重大進展。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。“通俗解釋,就如同快速充電技術一樣,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用需求,比如作為軌道交通設施的應急電源,以及應用于大功率農機設備等?!崩钊f。
科研人員進行試驗。
近期,這一新發(fā)現(xiàn)已發(fā)表于材料科學領域國際著名學術期刊《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。對比以往電池,李泉表示,采用電解液添加劑后,電池快速放電的功率會提升4倍乃至更多。
鋰/氟化石墨一次電池的研究進展成為懷柔科學城“搶跑”進入科研狀態(tài),加速成果產出的一個縮影。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)內綜合極端條件實驗裝置、材料基因組平臺、清潔能源材料平臺(“一裝置兩平臺”)進入科研試運行狀態(tài),科研人員爭分奪秒開始了科研工作。在與清潔能源平臺相鄰的材料基因組研究平臺,物理所研究員趙懷周跟團隊設計出了國內首臺工業(yè)規(guī)模碲化鉍材料熱壓縮徑的實驗樣機,讓這一長期依賴進口的材料實現(xiàn)國產化。
中科院物理所供圖