近日，三峽大學(xué)“鋅碘‘芯’動(dòng)力”學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在高安全動(dòng)力電池技術(shù)研究中取得階段性突破，成功將水系鋅碘軟包動(dòng)力電池應(yīng)用于輕型交通工具的實(shí)車測(cè)試，標(biāo)志著該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)邁向工程化落地。相關(guān)成果已發(fā)表于國(guó)際能源材料頂級(jí)期刊《Energy ＆ Environmental Science》和《Nano-Micro Letters》，并發(fā)表多項(xiàng)國(guó)家專利，為新型安全儲(chǔ)能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和綠色交通快速發(fā)展的背景下，動(dòng)力電池的安全性與可持續(xù)性愈發(fā)受到行業(yè)關(guān)注?，F(xiàn)有鋰離子電池雖然能提供高能量密度，但對(duì)有機(jī)電解液依賴高，在極端環(huán)境下仍存在熱失控風(fēng)險(xiǎn)；傳統(tǒng)鉛酸電池則受限于能量密度和循環(huán)壽命，難以滿足新型交通與儲(chǔ)能應(yīng)用需求。因此，開發(fā)兼具安全性、成本優(yōu)勢(shì)和環(huán)保特性的動(dòng)力電池體系成為能源領(lǐng)域的重要方向。
針對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)選擇水系鋅碘電池作為核心研究路線。該體系以水基電解液替代有機(jī)體系，從材料層面降低燃燒和爆炸風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)利用鋅資源豐富、價(jià)格穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，在安全性和規(guī)模化應(yīng)用上具備明顯潛力。
在曹金老師指導(dǎo)下，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人黃燦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從界面調(diào)控入手，通過(guò)晶面設(shè)計(jì)、負(fù)極沉積穩(wěn)定化、電解液離子傳輸優(yōu)化以及正極碘反應(yīng)限域調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了電池循環(huán)壽命延長(zhǎng)、低溫性能提升和能量利用效率提高。
基于這些技術(shù)突破，團(tuán)隊(duì)成功研制出安時(shí)級(jí)水系鋅碘軟包動(dòng)力電池，并完成了實(shí)車安裝及道路測(cè)試。電池組可直接適配40Ah電動(dòng)摩托車電池倉(cāng)，無(wú)需整車改裝，安裝和拆卸十分便捷。實(shí)車驗(yàn)證顯示，電池在城市路況、平路行駛及高低溫環(huán)境下均表現(xiàn)穩(wěn)定，續(xù)航表現(xiàn)出色，常溫平路可達(dá)約70公里，低溫依然保持良好，高溫暴曬和滿載條件下也能順利完成長(zhǎng)距離行駛。動(dòng)力輸出平穩(wěn)，爬坡能力良好，電池表面溫度控制在安全范圍，無(wú)異常熱升。
充放電性能同樣可靠，快充可在約1小時(shí)完成，慢充安全高效，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用后容量保持率仍超過(guò)99%。在整車短路、過(guò)充、跌落及連續(xù)爬坡等極端工況下，電池均未出現(xiàn)起火、爆炸或漏液，安全性突出，同時(shí)具備良好的環(huán)境適應(yīng)性，滿足兩輪電動(dòng)車實(shí)際使用需求，為工程化落地和產(chǎn)業(yè)化提供了可靠支撐。
曹金老師表示：“通過(guò)實(shí)車安裝和多場(chǎng)景測(cè)試，我們實(shí)現(xiàn)了技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室向?qū)嶋H應(yīng)用的跨越，為高安全儲(chǔ)能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。”團(tuán)隊(duì)正進(jìn)一步推進(jìn)軟包動(dòng)力電池規(guī)?；苽?，并探索在外賣電動(dòng)車、家用長(zhǎng)途代步車輛及便攜儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用路徑，同時(shí)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)化電池包設(shè)計(jì)和量產(chǎn)工藝，為未來(lái)大規(guī)模推廣做好準(zhǔn)備。
憑借高安全性、穩(wěn)定可靠的動(dòng)力性能、良好的環(huán)境適應(yīng)性和輕量化優(yōu)勢(shì)，水系鋅碘動(dòng)力電池有望在城市輕型交通和分布式儲(chǔ)能領(lǐng)域推廣應(yīng)用，為我國(guó)綠色能源體系升級(jí)提供可落地、高效、安全的動(dòng)力電池解決方案。
在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和綠色交通快速發(fā)展的背景下，動(dòng)力電池的安全性與可持續(xù)性愈發(fā)受到行業(yè)關(guān)注?，F(xiàn)有鋰離子電池雖然能提供高能量密度，但對(duì)有機(jī)電解液依賴高，在極端環(huán)境下仍存在熱失控風(fēng)險(xiǎn)；傳統(tǒng)鉛酸電池則受限于能量密度和循環(huán)壽命，難以滿足新型交通與儲(chǔ)能應(yīng)用需求。因此，開發(fā)兼具安全性、成本優(yōu)勢(shì)和環(huán)保特性的動(dòng)力電池體系成為能源領(lǐng)域的重要方向。
針對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)選擇水系鋅碘電池作為核心研究路線。該體系以水基電解液替代有機(jī)體系，從材料層面降低燃燒和爆炸風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)利用鋅資源豐富、價(jià)格穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，在安全性和規(guī)模化應(yīng)用上具備明顯潛力。
在曹金老師指導(dǎo)下，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人黃燦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從界面調(diào)控入手，通過(guò)晶面設(shè)計(jì)、負(fù)極沉積穩(wěn)定化、電解液離子傳輸優(yōu)化以及正極碘反應(yīng)限域調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了電池循環(huán)壽命延長(zhǎng)、低溫性能提升和能量利用效率提高。
基于這些技術(shù)突破，團(tuán)隊(duì)成功研制出安時(shí)級(jí)水系鋅碘軟包動(dòng)力電池，并完成了實(shí)車安裝及道路測(cè)試。電池組可直接適配40Ah電動(dòng)摩托車電池倉(cāng)，無(wú)需整車改裝，安裝和拆卸十分便捷。實(shí)車驗(yàn)證顯示，電池在城市路況、平路行駛及高低溫環(huán)境下均表現(xiàn)穩(wěn)定，續(xù)航表現(xiàn)出色，常溫平路可達(dá)約70公里，低溫依然保持良好，高溫暴曬和滿載條件下也能順利完成長(zhǎng)距離行駛。動(dòng)力輸出平穩(wěn)，爬坡能力良好，電池表面溫度控制在安全范圍，無(wú)異常熱升。
充放電性能同樣可靠，快充可在約1小時(shí)完成，慢充安全高效，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用后容量保持率仍超過(guò)99%。在整車短路、過(guò)充、跌落及連續(xù)爬坡等極端工況下，電池均未出現(xiàn)起火、爆炸或漏液，安全性突出，同時(shí)具備良好的環(huán)境適應(yīng)性，滿足兩輪電動(dòng)車實(shí)際使用需求，為工程化落地和產(chǎn)業(yè)化提供了可靠支撐。
曹金老師表示：“通過(guò)實(shí)車安裝和多場(chǎng)景測(cè)試，我們實(shí)現(xiàn)了技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室向?qū)嶋H應(yīng)用的跨越，為高安全儲(chǔ)能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。”團(tuán)隊(duì)正進(jìn)一步推進(jìn)軟包動(dòng)力電池規(guī)?；苽?，并探索在外賣電動(dòng)車、家用長(zhǎng)途代步車輛及便攜儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用路徑，同時(shí)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)化電池包設(shè)計(jì)和量產(chǎn)工藝，為未來(lái)大規(guī)模推廣做好準(zhǔn)備。
憑借高安全性、穩(wěn)定可靠的動(dòng)力性能、良好的環(huán)境適應(yīng)性和輕量化優(yōu)勢(shì)，水系鋅碘動(dòng)力電池有望在城市輕型交通和分布式儲(chǔ)能領(lǐng)域推廣應(yīng)用，為我國(guó)綠色能源體系升級(jí)提供可落地、高效、安全的動(dòng)力電池解決方案。
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