中國研發高能量鋰金屬電池 具備-40°C 穩定性能

中國研究人員開發出一種高能量鋰金屬一次性電池，此電池結合了長時間續航能力與強勁瞬間爆發，且能在低至 -40°F (-40°C) 的環境下運作。該電池由中國科學院大連化學物理研究所的研究團隊負責開發，容量為 25Ah 的袋式電池旨在在極端寒冷的環境中保持穩定性能。根據中國網絡媒體的報導，驗證測試顯示該電池在低放電率下實現了超過 750Wh/kg 的能量密度。這項技術可支持在惡劣和低温環境中對可靠、高能量電力的應用需求。

這款新型鋰金屬一次性電池旨在結合高能量密度、長儲存壽命及快速電力輸出，同時繼續在低至 -40°F 的環境下可靠運作。根據《科技日報》的報導，研究人員開發的 25Ah 袋式鋰金屬一次性電池在低速放電條件下實現了超過 750Wh/kg 的能量密度。中國電子標準化研究院的安全實驗室測試也發現，該電池的放電速率可提高至 100 倍，使其能在高達 10C 的瞬間輸出大電流。

C 倍率指示電池相對於其額定容量的充放電速度。1C 放電意味著電池理論上可以在一小時內提供其全額定容量，而 10C 放電則允許在大約十分之一小時內提供相同的容量。這一能力對於一次性電池尤為重要，因為其設計為單次使用，不打算經常充電。在室温下，這款新電池報導顯示其可達到 4,487W/kg 的特定功率。該電池可在 4C 下持續放電，並在高達 10C 的瞬間爆發，解決了傳統鋰一次性電池的一大限制，後者雖然能提供高能量密度和長儲存壽命，但在迅速釋放大量能量方面可能存在困難。

極端寒冷環境中的性能

該電池在極端寒冷的環境中也顯示出卓越的性能。在 -40°F 下，其在 1C 放電時仍能保持 447Wh/kg 的能量密度。其年自放電率低於 1%，顯示此電池在長時間待機期間能保留大部分儲存能量。高特定能量、低自放電率及高功率輸出的結合，在需要長時間準備但需瞬間提供大量電力的情況下具有價值。潛在應用包括在偏遠地區運行的無人機和機器人、航天系統、現場部署的傳感器、救援設備及其他難以進行常規電池更換或充電的設備。

一次性電池的應用場景

一次性電池在充電基礎設施不可用或不切實際的應用中尤為有用。它們可以長時間儲存，並在需要時立即提供電力，這使其在軍事行動、緊急應對、救援任務及森林火災監測中相當相關。根據研究團隊的表示，他們通過一種基於高熵氧化物的新型陰極材料實現了性能的提升。該團隊還建立了一條具備年產 10 噸的試點生產線，為從實驗室規模的材料開發到電池製造提供了途徑。

該電池已完成第三方測試，並正在進行進一步的驗證，以評估其在無人機、機器人、航天模擬器及現場傳感器節點中的潛在應用。進一步的測試將確定該技術在特定運行條件下的性能，以及其是否能擴大應用於更廣泛的商業領域。