受得了炎熱氣候、扛得住冰天雪地，充電快速、成本還低，這樣的鋰電池真實存在而且已經實現量產。日前，中科院深圳先進技術研究院碳中和（籌）研究所研究員唐永炳團隊研發的一項新型鋰離子鋁基電池技術完成了規模化量產。這是我國首款寬溫域、低成本、長壽命的電芯產品，有望打破電池產業格局。
本次規模化量產的產品合格率達到99.11%，過程各工序合格率均在99%以上。
從汽車到電子產品，鋰離子電池早已滲透到人們生活的衣食住行。據工信部賽迪研究院近日發布的《2021中國鋰電產業發展指數白皮書》顯示，我國已連續5年成為全球最大的鋰電池消費市場。然而，目前鋰離子電池的一大局限是環境適應性：在零攝氏度以下的低溫條件下充電時間會很長、而且溫度越低電容量會大幅減少；在50攝氏度以上的高溫條件下，安全性不能保障。我國幅員遼闊，不同地域和季節氣溫變化大，北方地區冬季溫度可以低至零下40攝氏度以下，南方地區夏季地表溫度高達50攝氏度以上，冬季電動車無法啟動、智能手機自動關機、夏季電動車自燃等情況時有發生。
唐永炳團隊歷時近10年研發出的既抗凍又耐熱的新型鋰離子電池技術，最低工作溫度可達零下70攝氏度，最高工作溫度可達80攝氏度，而且低溫與高溫性能可同時兼顧。據悉，該產品的高低溫性能、循環壽命、安全性能等各項指標均已通過第三方權威機構檢測，并獲得ISO9001、GB 31241-2014、IEC 62133-2:2017、UN38.3等標準和資質認證。
新型電池新在何處？唐永炳團隊主要在負極材料和電解液上下功夫。
該團隊研發了一種新型鋁基復合負極材料，通過與商用鋰離子電池正極材料匹配，針對不同應用場景，成功開發出了新型錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元電池等產品。“我們開發的電池產品除了耐熱抗凍的特性以外，還具有高安全、長續航、快充和低成本的優勢。”該團隊一參與者表示。
在安全性能方面，常規鋰電池隨著不斷使用，內部會產生鋰枝晶，既影響充電能力，還可能刺穿隔膜，帶來電池短路等隱患。該團隊開發的新型鋁基負極在低溫和過充條件下，能有效緩解鋰枝晶的產生，提高了安全性。
在續航性能方面，得益于鋁基負極材料高的理論容量，該電池能量密度較傳統鋰離子電池提升13%～25%，能實現長續航。此外，由于鋁基復合負極優異的導電性能，產品還表現出不俗的快充性能，20分鐘即可充滿電，為電動車半小時充電需求提供了解決方案。
在成本方面，基于鋁基復合負極的性能優勢，并結合開發的高性能電解液，低溫電池產品可以擺脫對昂貴的納米級正極材料的依賴，將成本降低10%～30%。
據悉，本次量產的產品主要應用于電動車相關領域，也可以應用于光伏儲能、家庭儲能、通信基站儲能、軌道交通、國防建設、航天航空、極地科考等領域，尤其適用于高寒及亞熱帶地區，顯著擴大了電池的應用范圍。
該團隊圍繞相關技術進行了系統全面的知識產權布局，形成了180余項包括PCT專利、中國發明專利、美歐日韓專利在內的專利池，已獲得授權專利120余項。
國際儲能材料及電化學權威專家、美國得克薩斯大學奧斯汀分校阿魯木甘·曼提拉姆教授評價：該成果首次提出了雙功能鋁基負極的概念，匹配商業化正極如鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等，電池表現出優異的長循環穩定性，使得鋁基電池具有巨大的應用潛力。
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