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化工仪器网 项目成果】在科技日新月异的今天，锂电池作为现代电子设备的核心动力源，在各个领域中发挥着不可替代的作用。然而，在极端的气候条件下，尤其是处在低温环境中，往往对锂电池的性能构成巨大的挑战。因此，如何保障锂电池在低温环境中高效工作极其重要。
据悉，清华大学化学工程系一研究课题组近日研发出电场辅助超分子自组装层技术，该技术摒弃了传统电解液设计方式，仿佛给锂电池穿上一个穿脱自如的智能防护衣，有望解决冬季电动车故障频发问题。相关研究成果日前发表在国际学术期刊《能源与环境科学》杂志上。
锂离子电池因寿命长、比容量大、无记忆效应等优点，在市场上有广泛应用。然而，其在低温下性能下降的问题一直未能彻底解决，导致冬天手机“冻”关机、电动车“趴窝”等现象时有发生。
该研究课题组负责人介绍，当电池需要工作时，“防护衣”会自动套在锂电池表面，形成一层致密的保护膜，不仅能防止电解液在高电压下分解，还能加速锂离子的传输，使电池在低温下也能高效工作。当电池不工作时，“防护衣”又能自动脱下，让电池恢复到常规状态。在‘防护衣’作用下，锂金属电池在-79℃的低温条件下仍可高效放电。
此外，该技术还将大大提升无人机性能。无人机等电动航空器对电池高比能、高功率和安全性提出了更高要求，特别是在严寒低温环境下飞行时，容易出现电压骤降、飞行动力不足，甚至坠机等情况。造成这些问题的“罪魁祸首”是电解液。传统电解液低温下容易凝固，在电极之间的“穿梭”变得困难，特别是当锂离子从电解液到电极进行“跳跃”时阻力很大。
可以以电场辅助超分子自组装层技术作为跳板，辅助加速锂离子从电解液到电极的传递，从而提升锂电池在低温下的续航里程。实验数据表明，该技术使无人机在-40℃也能高效飞行。
未来，随着该技术的进一步发展，有望为寒冷地区的绿色出行和低空经济发展注入新动力，广泛应用于更多领域，产生更大的社会和经济效益。
