2024-08-14 11:15
8月13日，韩国能源研究院(KIER)宣布，其研究团队成功研发出可在-20℃极寒条件下工作的二次电池阳极材料(二次电池又称为充电电池或蓄电池)。这种名为“SKIER-5”的创新材料是通过将基于噻三嗪化合物的有机配体与镍金属离子结合而产生的。
由刘正俊博士、金贤旭博士和林康勋博士领导的研究小组通过浦项加速器实验室的X射线结构分析证实，离子的氧化还原反应显著提高了负极材料的容量。该研究成果于7月12日作为《材料化学杂志A》的封面论文发表。
石墨是锂二次电池最常用的负极材料，但在零下温度下，其性能面临巨大挑战。其能量密度会急剧下降，并且在充电过程中会形成枝晶，带来安全风险。相比之下，新开发的SKIER-5材料即使在-20°C下也表现出比石墨高5倍的放电容量。此外，在室温下，使用SKIER-5的放电容量高于石墨，经过1,600次充放电循环后，放电容量增加了约1.5倍。
与石墨相比，SKIER-5的活化能更低，因此在低温环境下也能保持稳定性能。KIER表示：“即使在极寒条件下，它也能稳定进行充放电，因此可应用于电动汽车、大型储能系统(ESS)和无人机等温度变化剧烈的环境中。”
SKIER-5的开发解决了锂离子电池领域的一个关键挑战，锂离子电池广泛应用于智能手机、笔记本电脑、电动汽车和储能系统等设备，在极寒条件下可靠运行的能力为这些电池在各个行业中的应用开辟了新的可能性，特别是在气候恶劣的地区。
值得注意的是，研究团队在开发SKIER-5时使用了金属有机骨架(MOF)，MOF是由金属离子与有机配体配位而成的化合物，可形成一维、二维或三维结构。它们以高表面积和可调特性而闻名，非常适合包括储能在内的各种应用。
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